JP7724461B2 - Resin composition, prepreg, resin-coated film, resin-coated metal foil, metal-clad laminate, and wiring board - Google Patents
Resin composition, prepreg, resin-coated film, resin-coated metal foil, metal-clad laminate, and wiring boardInfo
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Description
本発明は、樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及び配線板に関する。 The present invention relates to a resin composition, a prepreg, a resin-coated film, a resin-coated metal foil, a metal-clad laminate, and a wiring board.
各種電子機器は、情報処理量の増大に伴い、搭載される半導体デバイスの高集積化、配線の高密度化、及び多層化等の実装技術が進展している。また、各種電子機器に用いられる配線板としては、例えば、車載用途におけるミリ波レーダ基板等の、高周波対応の配線板であることが求められる。各種電子機器において用いられる配線板には、信号の伝送速度を高めるために、信号伝送時の損失を低減させることが求められ、高周波対応の配線板には、特にそれが求められる。この要求を満たすため、各種電子機器において用いられる配線板の基材を構成するための基材材料には、誘電率及び誘電正接が低いことが求められる。 As the amount of information processed increases in various electronic devices, advances in packaging technologies, such as the high integration of semiconductor devices, higher wiring density, and multi-layering, are being made. Furthermore, wiring boards used in various electronic devices are required to be high-frequency compatible, such as millimeter-wave radar boards for automotive applications. To increase signal transmission speeds, wiring boards used in various electronic devices are required to reduce loss during signal transmission, and this is especially true for high-frequency compatible wiring boards. To meet this requirement, the substrate materials used to construct the wiring board substrates used in various electronic devices are required to have low dielectric constants and dielectric dissipation factors.
このような基材材料としては、例えば、PPE(ポリフェニレンエーテル)と架橋型硬化性化合物とホスファフェナントレン誘導体とを含むPPE含有樹脂組成物が報告されている(特許文献1)。 As such a substrate material, for example, a PPE-containing resin composition containing PPE (polyphenylene ether), a cross-linked curable compound, and a phosphaphenanthrene derivative has been reported (Patent Document 1).
一方、基地局のPA(パワーアンプ)基板などに使用される電子材料には、誘電率及び誘電正接が低いことに加えて、熱伝導率が高いことも求められる。これまでに、樹脂組成物の熱伝導率を向上させる手法の一つとして、異方性酸化マグネシウムを含む誘導体用樹脂組成物も報告されているが(特許文献2)、さらに高い熱伝導率を得るために、無機充填剤として窒化ホウ素を使用する技術が報告されている(特許文献3または特許文献4)。 On the other hand, electronic materials used in PA (power amplifier) boards for base stations, etc., are required to have high thermal conductivity in addition to low dielectric constants and dielectric dissipation factors. To date, a resin composition for derivatives containing anisotropic magnesium oxide has been reported as a method for improving the thermal conductivity of a resin composition (Patent Document 2), while a technology using boron nitride as an inorganic filler to achieve even higher thermal conductivity has been reported (Patent Document 3 or Patent Document 4).
上記特許文献3および4に記載の窒化ホウ素フィラーは確かに樹脂組成物の熱伝導率を改善するが、窒化ホウ素の添加量を増加させると、当該樹脂組成物ではピール強度が低下してしまうという問題があった。よって、単に窒化ホウ素の添加量を増やすだけでは高熱伝導率とピール強度の両立は困難であった。 The boron nitride fillers described in Patent Documents 3 and 4 above certainly improve the thermal conductivity of resin compositions, but increasing the amount of boron nitride added to these resin compositions reduces their peel strength. Therefore, simply increasing the amount of boron nitride added makes it difficult to achieve both high thermal conductivity and peel strength.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、かつ、ピール強度に優れた硬化物を得ることができる樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、前記樹脂組成物を用いて得られる、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及び配線板を提供することを目的とする。The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a resin composition that can yield a cured product with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength. The present invention also aims to provide prepregs, resin-coated films, resin-coated metal foils, metal-clad laminates, and wiring boards that are obtained using the resin composition.
本発明者らは、種々検討した結果、上記目的は、以下の構成により達成されることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を達成した。 After extensive investigation, the inventors discovered that the above objective could be achieved by the following configuration, and after further investigation they achieved the present invention.
つまり、本発明の一態様に係る樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物と、前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応可能な硬化剤と、窒化ホウ素フィラーを含む無機充填剤とを含有し、前記無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが、粒径0.8~30.0μm範囲に少なくとも二つ存在し、そのピークが、粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つ存在することを特徴とする。 In other words, a resin composition according to one embodiment of the present invention contains a polyphenylene ether compound, a curing agent capable of reacting with the polyphenylene ether compound, and an inorganic filler including a boron nitride filler, and is characterized in that the particle size distribution of the inorganic filler, as measured by a laser diffraction particle size distribution measurement method, has at least two peaks in a particle size range of 0.8 to 30.0 μm, with at least one peak in a particle size range of 0.8 to 5.0 μm and at least one peak in a particle size range of 5.0 to 30.0 μm.
以下、本発明に係る実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these.
[樹脂組成物]
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物と、前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応可能な硬化剤と、窒化ホウ素フィラーを含む無機充填剤とを含有し、前記無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが、粒径0.8~30.0μm範囲に少なくとも二つ存在し、そのピークが、粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つ存在することを特徴とする。
[Resin composition]
A resin composition according to an embodiment of the present invention contains a polyphenylene ether compound, a curing agent capable of reacting with the polyphenylene ether compound, and an inorganic filler including a boron nitride filler, and is characterized in that the particle size distribution of the inorganic filler, as measured by a laser diffraction particle size distribution measurement method, has at least two peaks in a particle size range of 0.8 to 30.0 μm, with at least one peak in a particle size range of 0.8 to 5.0 μm and at least one peak in a particle size range of 5.0 to 30.0 μm.
上記構成により、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度に優れた硬化物が得られ樹脂組成物を得ることができる。また、前記樹脂組成物を用いることにより、優れた性能を有するプリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及び配線基板を提供できる。 The above-mentioned configuration allows for the production of a resin composition that produces a cured product with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength. Furthermore, by using this resin composition, it is possible to provide prepregs, resin-coated films, resin-coated metal foils, metal-clad laminates, and wiring boards with excellent performance.
まず、本実施形態の樹脂組成物の各成分について説明する。 First, we will explain each component of the resin composition of this embodiment.
(ポリフェニレンエーテル化合物)
本実施形態のポリフェニレンエーテル化合物は、特に限定はされないが、より誘電特性を低くするという観点からは、変性ポリフェニレンエーテル化合物であることが好ましい。さらに好ましくは、後述する式(1)または式(2)で表される基を有するポリフェニレンエーテル化合物であればより望ましい。このようなポリフェニレンエーテル化合物を含有することによって、誘電特性が低く、耐熱性の高い硬化物を得ることができる樹脂組成物となると考えられる。
(Polyphenylene ether compound)
The polyphenylene ether compound of the present embodiment is not particularly limited, but from the viewpoint of further reducing the dielectric properties, it is preferably a modified polyphenylene ether compound. Even more preferably, it is a polyphenylene ether compound having a group represented by formula (1) or formula (2) described below. It is believed that the inclusion of such a polyphenylene ether compound results in a resin composition that can give a cured product with low dielectric properties and high heat resistance.
式(1)中、sは0~10の整数を示す。また、Zは、アリーレン基を示す。また、R1~R3は、それぞれ独立している。すなわち、R1~R3は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R1~R3は、水素原子又はアルキル基を示す。 In formula (1), s represents an integer of 0 to 10. Z represents an arylene group. R 1 to R 3 are each independent. That is, R 1 to R 3 may be the same group or different groups. R 1 to R 3 represent a hydrogen atom or an alkyl group.
なお、式(1)において、sが0である場合は、Zがポリフェニレンエーテルの末端に直接結合していることを示す。 In addition, in formula (1), when s is 0, it indicates that Z is directly bonded to the end of the polyphenylene ether.
上記Zのアリーレン基は、特に限定されない。このアリーレン基としては、例えば、フェニレン基等の単環芳香族基や、芳香族が単環ではなく、ナフタレン環等の多環芳香族である多環芳香族基等が挙げられる。また、このアリーレン基には、芳香族環に結合する水素原子が、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又は、アルキニルカルボニル基等の官能基で置換された誘導体も含む。また、前記アルキル基は、特に限定されず、例えば、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、及び、デシル基等が挙げられる。The arylene group represented by Z is not particularly limited. Examples of such arylene groups include monocyclic aromatic groups such as phenylene groups, and polycyclic aromatic groups in which the aromatic ring is not monocyclic but is polycyclic, such as naphthalene rings. Arylene groups also include derivatives in which the hydrogen atom bonded to the aromatic ring is substituted with a functional group such as an alkenyl group, alkynyl group, formyl group, alkylcarbonyl group, alkenylcarbonyl group, or alkynylcarbonyl group. The alkyl group is not particularly limited, and is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, hexyl, and decyl groups.
式(2)中、R4は、水素原子又はアルキル基を示す。前記アルキル基は、特に限定されず、例えば、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、及び、デシル基等が挙げられる。 In formula (2), R4 represents a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group is not particularly limited, and is preferably, for example, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group.
前記式(1)で表される置換基の好ましい具体例としては、例えば、ビニルベンジル基を含む置換基等が挙げられる。前記ビニルベンジル基を含む置換基としては、例えば、下記式(6)で表される置換基等が挙げられる。また、前記式(2)で表される置換基としては、例えば、アクリレート基及びメタクリレート基等が挙げられる。 Specific preferred examples of the substituent represented by formula (1) include substituents containing a vinylbenzyl group. Examples of the substituent containing a vinylbenzyl group include substituents represented by formula (6) below. Examples of the substituent represented by formula (2) include acrylate groups and methacrylate groups.
前記置換基としては、より具体的には、p-エテニルベンジル基及びm-エテニルベンジル基等のビニルベンジル基(エテニルベンジル基)、ビニルフェニル基、アクリレート基、及び、メタクリレート基等が挙げられる。 More specifically, examples of the substituent include vinylbenzyl groups (ethenylbenzyl groups) such as p-ethenylbenzyl groups and m-ethenylbenzyl groups, vinylphenyl groups, acrylate groups, and methacrylate groups.
前記ポリフェニレンエーテル化合物は、ポリフェニレンエーテル鎖を分子中に有しており、例えば、下記式(7)で表される繰り返し単位を分子中に有していることが好ましい。 The polyphenylene ether compound has a polyphenylene ether chain in the molecule, and preferably has, for example, a repeating unit represented by the following formula (7) in the molecule.
式(7)において、tは、1~50を示す。また、R5~R8は、それぞれ独立している。すなわち、R5~R8は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R5~R8は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又は、アルキニルカルボニル基を示す。この中でも、水素原子及びアルキル基が好ましい。 In formula (7), t represents 1 to 50. R 5 to R 8 are each independent. That is, R 5 to R 8 may be the same group or different groups. R 5 to R 8 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. Of these, a hydrogen atom and an alkyl group are preferred.
R5~R8において、挙げられた各官能基としては、具体的には、以下のようなものが挙げられる。 Specific examples of the functional groups listed for R 5 to R 8 include the following.
アルキル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、及び、デシル基等が挙げられる。 The alkyl group is not particularly limited, but for example, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferred, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferred. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, hexyl, and decyl groups.
アルケニル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数2~18のアルケニル基が好ましく、炭素数2~10のアルケニル基がより好ましい。具体的には、例えば、ビニル基、アリル基、及び、3-ブテニル基等が挙げられる。 The alkenyl group is not particularly limited, but is preferably an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. Specific examples include vinyl groups, allyl groups, and 3-butenyl groups.
アルキニル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数2~18のアルキニル基が好ましく、炭素数2~10のアルキニル基がより好ましい。具体的には、例えば、エチニル基、及び、プロパ-2-イン-1-イル基(プロパルギル基)等が挙げられる。 The alkynyl group is not particularly limited, but for example, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms is preferred, and an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms is more preferred. Specific examples include an ethynyl group and a prop-2-yn-1-yl group (propargyl group).
アルキルカルボニル基は、アルキル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数2~18のアルキルカルボニル基が好ましく、炭素数2~10のアルキルカルボニル基がより好ましい。具体的には、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、及び、シクロヘキシルカルボニル基等が挙げられる。 The alkylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkyl group, but for example, an alkylcarbonyl group having 2 to 18 carbon atoms is preferred, and an alkylcarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms is more preferred. Specific examples include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, a pivaloyl group, a hexanoyl group, an octanoyl group, and a cyclohexylcarbonyl group.
アルケニルカルボニル基は、アルケニル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数3~18のアルケニルカルボニル基が好ましく、炭素数3~10のアルケニルカルボニル基がより好ましい。具体的には、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、及び、クロトノイル基等が挙げられる。 The alkenylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkenyl group, but for example, an alkenylcarbonyl group having 3 to 18 carbon atoms is preferred, and an alkenylcarbonyl group having 3 to 10 carbon atoms is more preferred. Specific examples include an acryloyl group, a methacryloyl group, and a crotonoyl group.
アルキニルカルボニル基は、アルキニル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数3~18のアルキニルカルボニル基が好ましく、炭素数3~10のアルキニルカルボニル基がより好ましい。具体的には、例えば、プロピオロイル基等が挙げられる。 The alkynylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkynyl group, but for example, an alkynylcarbonyl group having 3 to 18 carbon atoms is preferred, and an alkynylcarbonyl group having 3 to 10 carbon atoms is more preferred. Specific examples include a propioloyl group.
前記ポリフェニレンエーテル化合物の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に限定されない。具体的には、500~5000であることが好ましく、800~4000であることがより好ましく、1000~3000であることがさらに好ましい。なお、ここで、重量平均分子量及び数平均分子量は、一般的な分子量測定方法で測定したものであればよく、具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定した値等が挙げられる。また、ポリフェニレンエーテル化合物が、前記式(11)で表される繰り返し単位を分子中に有している場合、tは、ポリフェニレンエーテル化合物の重量平均分子量及び数平均分子量がこのような範囲内になるような数値であることが好ましい。具体的には、tは、1~50であることが好ましい。The weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) of the polyphenylene ether compound are not particularly limited. Specifically, they are preferably 500 to 5,000, more preferably 800 to 4,000, and even more preferably 1,000 to 3,000. The weight-average molecular weight and number-average molecular weight may be measured using a common molecular weight measurement method, specifically, values measured using gel permeation chromatography (GPC), etc. Furthermore, when the polyphenylene ether compound has a repeating unit represented by formula (11) in its molecule, t is preferably a value such that the weight-average molecular weight and number-average molecular weight of the polyphenylene ether compound fall within the above ranges. Specifically, t is preferably 1 to 50.
前記ポリフェニレンエーテル化合物の分子量がこのような範囲内であると、ポリフェニレンエーテルの有する優れた低誘電特性を有し、硬化物の耐熱性により優れるだけではなく、成形性にも優れたものとなる。このことは、以下のことによると考えられる。通常のポリフェニレンエーテルでは、その重量平均分子量及び数平均分子量がこのような範囲内であると、比較的低分子量のものであるので、硬化物の耐熱性が低下する傾向がある。この点、本実施形態に係るポリフェニレンエーテル化合物は、末端に不飽和二重結合を1つ以上有するので、硬化物の耐熱性が充分に高いものが得られると考えられる。また、ポリフェニレンエーテル化合物の分子量がこのような範囲内であると、比較的低分子量のものであるので、成形性にも優れると考えられる。よって、このようなポリフェニレンエーテル化合物は、硬化物の耐熱性により優れるだけではなく、成形性にも優れたものが得られると考えられる。When the molecular weight of the polyphenylene ether compound is within this range, it exhibits the excellent low dielectric properties of polyphenylene ether, resulting in a cured product with excellent heat resistance and excellent moldability. This is believed to be due to the following: When the weight-average molecular weight and number-average molecular weight of a typical polyphenylene ether are within this range, the cured product tends to have reduced heat resistance due to its relatively low molecular weight. In contrast, the polyphenylene ether compound of this embodiment has one or more unsaturated double bonds at its terminals, which is believed to result in a cured product with sufficiently high heat resistance. Furthermore, when the molecular weight of the polyphenylene ether compound is within this range, the relatively low molecular weight is believed to result in excellent moldability. Therefore, it is believed that such a polyphenylene ether compound not only results in a cured product with excellent heat resistance but also excellent moldability.
前記ポリフェニレンエーテル化合物における、ポリフェニレンエーテル化合物1分子当たりの、分子末端に有する、前記置換基の平均個数(末端官能基数)は、特に限定されない。具体的には、1~5個であることが好ましく、1~3個であることがより好ましく、1.5~3個であることがさらに好ましい。この末端官能基数が少なすぎると、硬化物の耐熱性としては充分なものが得られにくい傾向がある。また、末端官能基数が多すぎると、反応性が高くなりすぎ、例えば、樹脂組成物の保存性が低下したり、樹脂組成物の流動性が低下してしまう等の不具合が発生するおそれがある。すなわち、このようなポリフェニレンエーテル化合物を用いると、流動性不足等により、例えば、多層成形時にボイドが発生する等の成形不良が発生し、信頼性の高いプリント配線板が得られにくいという成形性の問題が生じるおそれがある。The average number of the substituents (number of terminal functional groups) at the molecular ends per molecule of the polyphenylene ether compound is not particularly limited. Specifically, it is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1.5 to 3. If the number of terminal functional groups is too low, it tends to be difficult to obtain sufficient heat resistance of the cured product. On the other hand, if the number of terminal functional groups is too high, the reactivity may become too high, which may result in problems such as reduced shelf life and reduced fluidity of the resin composition. In other words, when such a polyphenylene ether compound is used, insufficient fluidity may cause molding defects such as the generation of voids during multilayer molding, making it difficult to obtain highly reliable printed wiring boards.
なお、ポリフェニレンエーテル化合物の末端官能基数は、ポリフェニレンエーテル化合物1モル中に存在する全ての変性ポリフェニレンエーテル化合物の1分子あたりの、前記置換基の平均値を表した数値等が挙げられる。この末端官能基数は、例えば、得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物に残存する水酸基数を測定して、変性前のポリフェニレンエーテルの水酸基数からの減少分を算出することによって、測定することができる。この変性前のポリフェニレンエーテルの水酸基数からの減少分が、末端官能基数である。そして、変性ポリフェニレンエーテル化合物に残存する水酸基数の測定方法は、変性ポリフェニレンエーテル化合物の溶液に、水酸基と会合する4級アンモニウム塩(テトラエチルアンモニウムヒドロキシド)を添加し、その混合溶液のUV吸光度を測定することによって、求めることができる。The number of terminal functional groups of a polyphenylene ether compound can be, for example, a numerical value representing the average number of the above-mentioned substituents per molecule of all modified polyphenylene ether compounds present in 1 mole of the polyphenylene ether compound. This number of terminal functional groups can be measured, for example, by measuring the number of hydroxyl groups remaining in the resulting modified polyphenylene ether compound and calculating the difference from the number of hydroxyl groups in the polyphenylene ether before modification. This difference from the number of hydroxyl groups in the polyphenylene ether before modification is the number of terminal functional groups. The number of hydroxyl groups remaining in the modified polyphenylene ether compound can be measured by adding a quaternary ammonium salt (tetraethylammonium hydroxide) that associates with hydroxyl groups to a solution of the modified polyphenylene ether compound and measuring the UV absorbance of the resulting mixed solution.
本実施形態のポリフェニレンエーテル化合物の固有粘度は、特に限定されない。具体的には、0.03~0.12dl/gであればよいが、0.04~0.11dl/gであることが好ましく、0.06~0.095dl/gであることがより好ましい。この固有粘度が低すぎると、分子量が低い傾向があり、低誘電率や低誘電正接等の低誘電性が得られにくい傾向がある。また、固有粘度が高すぎると、粘度が高く、充分な流動性が得られず、硬化物の成形性が低下する傾向がある。よって、ポリフェニレンエーテル化合物の固有粘度が上記範囲内であれば、優れた、硬化物の耐熱性及び成形性を実現できる。 The intrinsic viscosity of the polyphenylene ether compound of this embodiment is not particularly limited. Specifically, it may be 0.03 to 0.12 dl/g, preferably 0.04 to 0.11 dl/g, and more preferably 0.06 to 0.095 dl/g. If this intrinsic viscosity is too low, the molecular weight tends to be low, making it difficult to achieve low dielectric properties such as a low dielectric constant and a low dielectric dissipation factor. Furthermore, if the intrinsic viscosity is too high, the viscosity tends to be high, sufficient fluidity cannot be achieved, and the moldability of the cured product tends to be reduced. Therefore, if the intrinsic viscosity of the polyphenylene ether compound is within the above range, excellent heat resistance and moldability of the cured product can be achieved.
なお、ここでの固有粘度は、25℃の塩化メチレン中で測定した固有粘度であり、より具体的には、例えば、0.18g/45mlの塩化メチレン溶液(液温25℃)を、粘度計で測定した値等である。この粘度計としては、例えば、Schott社製のAVS500 Visco System等が挙げられる。The intrinsic viscosity here is the intrinsic viscosity measured in methylene chloride at 25°C. More specifically, it is the value measured, for example, using a viscometer to measure a 0.18 g/45 ml methylene chloride solution (liquid temperature 25°C). Examples of such viscometers include the AVS500 Visco System manufactured by Schott.
本実施形態のポリフェニレンエーテル化合物としては、例えば、下記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物、及び下記式(9)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物等が挙げられる。また、本実施形態のポリフェニレンエーテル化合物としては、これらの変性ポリフェニレンエーテル化合物を単独で用いてもよいし、この2種の変性ポリフェニレンエーテル化合物を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the polyphenylene ether compound of this embodiment include a modified polyphenylene ether compound represented by the following formula (8) and a modified polyphenylene ether compound represented by the following formula (9). Furthermore, as the polyphenylene ether compound of this embodiment, these modified polyphenylene ether compounds may be used alone, or these two types of modified polyphenylene ether compounds may be used in combination.
式(8)及び式(9)中、R9~R16並びにR17~R24は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。X1及びX2は、それぞれ独立して、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基を示す。A及びBは、それぞれ、下記式(10)及び下記式(11)で表される繰り返し単位を示す。また、式(9)中、Yは、炭素数20以下の直鎖状、分岐状、又は環状の炭化水素を示す。 In formula (8) and formula (9), R 9 to R 16 and R 17 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. X 1 and X 2 each independently represent a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond. A and B represent repeating units represented by the following formula (10) and formula (11), respectively. Furthermore, in formula (9), Y represents a linear, branched, or cyclic hydrocarbon having 20 or less carbon atoms.
式(10)及び式(11)中、m及びnは、それぞれ、0~20を示す。R25~R28並びにR29~R32は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。 In formula (10) and formula (11), m and n each represent an integer of 0 to 20. R 25 to R 28 and R 29 to R 32 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group.
前記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物、及び前記式(9)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物は、上記構成を満たす化合物であれば特に限定されない。具体的には、前記式(8)及び前記式(9)において、R9~R16並びにR17~R24は、上述したように、それぞれ独立している。すなわち、R9~R16並びにR17~R24は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R9~R16並びにR17~R24は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。この中でも、水素原子及びアルキル基が好ましい。 The modified polyphenylene ether compound represented by formula (8) and the modified polyphenylene ether compound represented by formula (9) are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned constitution. Specifically, in formula (8) and formula (9), R 9 to R 16 and R 17 to R 24 are each independent as described above. That is, R 9 to R 16 and R 17 to R 24 may be the same group or different groups. Furthermore, R 9 to R 16 and R 17 to R 24 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. Among these, a hydrogen atom and an alkyl group are preferred.
式(10)及び式(11)中、m及びnは、それぞれ、上述したように、0~20を示すことが好ましい。また、m及びnは、mとnとの合計値が、1~30となる数値を示すことが好ましい。よって、mは、0~20を示し、nは、0~20を示し、mとnとの合計は、1~30を示すことがより好ましい。また、R25~R28並びにR29~R32は、それぞれ独立している。すなわち、R25~R28並びにR29~R32は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R25~R28並びにR29~R32は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。この中でも、水素原子及びアルキル基が好ましい。 In formula (10) and formula (11), m and n each preferably represent a value of 0 to 20, as described above. Furthermore, it is preferable that m and n represent a numerical value such that the sum of m and n is 1 to 30. Therefore, it is more preferable that m represents a value of 0 to 20, n represents a value of 0 to 20, and the sum of m and n represents a value of 1 to 30. Furthermore, R 25 to R 28 and R 29 to R 32 are each independent. That is, R 25 to R 28 and R 29 to R 32 may be the same group or different groups. Furthermore, R 25 to R 28 and R 29 to R 32 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. Among these, a hydrogen atom and an alkyl group are preferred.
R9~R32は、上記式(7)におけるR5~R8と同じである。 R 9 to R 32 are the same as R 5 to R 8 in the above formula (7).
前記式(9)中において、Yは、上述したように、炭素数20以下の直鎖状、分岐状、又は環状の炭化水素である。Yとしては、例えば、下記式(12)で表される基等が挙げられる。In the formula (9), Y is, as described above, a linear, branched, or cyclic hydrocarbon having 20 or fewer carbon atoms. Examples of Y include groups represented by the following formula (12):
前記式(12)中、R33及びR34は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基を示す。前記アルキル基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。また、式(12)で表される基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、及びジメチルメチレン基等が挙げられ、この中でも、ジメチルメチレン基が好ましい。 In the formula (12), R33 and R34 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group. Examples of the group represented by the formula (12) include a methylene group, a methylmethylene group, and a dimethylmethylene group. Among these, a dimethylmethylene group is preferred.
前記式(8)及び前記式(9)中において、X1及びX2は、それぞれ独立して、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基である。この置換基X1及びX2としては、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基であれば、特に限定されない。前記置換基X1及びX2としては、例えば、上記式(1)で表される置換基及び上記式(2)で表される置換基等が挙げられる。なお、前記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物及び前記式(9)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物において、X1及びX2は、同一の置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよい。 In the formula (8) and the formula (9), X1 and X2 are each independently a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond. There are no particular limitations on the substituents X1 and X2 , as long as they are substituents having a carbon-carbon unsaturated double bond. Examples of the substituents X1 and X2 include the substituents represented by the formula (1) above and the substituents represented by the formula (2) above. In the modified polyphenylene ether compound represented by the formula (8) and the modified polyphenylene ether compound represented by the formula (9), X1 and X2 may be the same substituent or different substituents.
前記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物のより具体的な例示としては、例えば、下記式(13)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物等が挙げられる。 More specific examples of modified polyphenylene ether compounds represented by formula (8) include modified polyphenylene ether compounds represented by formula (13) below.
前記式(9)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物のより具体的な例示としては、例えば、下記式(14)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物、及び下記式(15)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物等が挙げられる。 More specific examples of modified polyphenylene ether compounds represented by formula (9) include modified polyphenylene ether compounds represented by formula (14) below and modified polyphenylene ether compounds represented by formula (15) below.
上記式(13)~式(15)において、m及びnは、上記式(10)及び上記式(11)におけるm及びnと同じである。また、上記式(13)及び上記式(14)において、R1~R3、p及びZは、それぞれ、上記式(1)におけるR1~R3、s及びZと同じである。また、上記式(14)及び上記式(15)において、Yは、上記(9)におけるYと同じである。また、上記式(14)において、R4は、上記式(2)におけるR4と同じである。 In the above formulas (13) to (15), m and n are the same as m and n in the above formulas (10) and (11). In addition, in the above formulas (13) and (14), R 1 to R 3 , p and Z are the same as R 1 to R 3 , s and Z in the above formula (1), respectively. In addition, in the above formulas (14) and (15), Y is the same as Y in the above formula (9). In addition, in the above formula (14), R 4 is the same as R 4 in the above formula (2).
本実施形態において用いられるポリフェニレンエーテル化合物の合成方法は、前記式(1)及び/又は式(2)で表される基により末端変性されたポリフェニレンエーテル化合物を合成できれば、特に限定されない。具体的には、ポリフェニレンエーテルに、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物を反応させる方法等が挙げられる。The method for synthesizing the polyphenylene ether compound used in this embodiment is not particularly limited, as long as it is possible to synthesize a polyphenylene ether compound terminally modified with a group represented by formula (1) and/or formula (2). Specific examples include a method of reacting polyphenylene ether with a compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded.
炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物としては、例えば、前記式(1)、(2)、(6)で表される置換基とハロゲン原子とが結合された化合物等が挙げられる。前記ハロゲン原子としては、具体的には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、及びフッ素原子が挙げられ、この中でも、塩素原子が好ましい。炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物としては、より具体的には、p-クロロメチルスチレンやm-クロロメチルスチレン等が挙げられる。 Examples of compounds in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond is bonded to a halogen atom include compounds in which a substituent represented by the formulas (1), (2), and (6) is bonded to a halogen atom. Specific examples of the halogen atom include chlorine, bromine, iodine, and fluorine atoms, with chlorine being preferred. More specific examples of compounds in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond is bonded to a halogen atom include p-chloromethylstyrene and m-chloromethylstyrene.
原料であるポリフェニレンエーテルは、最終的に、所定の変性ポリフェニレンエーテル化合物を合成することができるものであれば、特に限定されない。具体的には、2,6-ジメチルフェノールと2官能フェノール及び3官能フェノールの少なくともいずれか一方とからなるポリフェニレンエーテルやポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキサイド)等のポリフェニレンエーテルを主成分とするもの等が挙げられる。また、2官能フェノールとは、フェノール性水酸基を分子中に2個有するフェノール化合物であり、例えば、テトラメチルビスフェノールA等が挙げられる。また、3官能フェノールとは、フェノール性水酸基を分子中に3個有するフェノール化合物である。 The polyphenylene ether raw material is not particularly limited as long as it can ultimately be used to synthesize the desired modified polyphenylene ether compound. Specific examples include polyphenylene ethers composed of 2,6-dimethylphenol and at least one of a difunctional phenol and a trifunctional phenol, and compounds whose main component is polyphenylene ether, such as poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide). A bifunctional phenol is a phenolic compound having two phenolic hydroxyl groups per molecule, such as tetramethylbisphenol A. A trifunctional phenol is a phenolic compound having three phenolic hydroxyl groups per molecule.
本実施形態のポリフェニレンエーテル化合物の合成方法は、上述した方法が挙げられる。具体的には、上記のようなポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物とを溶媒に溶解させ、攪拌する。そうすることによって、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物とが反応し、本実施形態で用いられるポリフェニレンエーテル化合物が得られる。 The polyphenylene ether compound of this embodiment can be synthesized by the method described above. Specifically, the polyphenylene ether described above and a compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded are dissolved in a solvent and stirred. This causes the polyphenylene ether to react with the compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded, thereby producing the polyphenylene ether compound used in this embodiment.
前記反応の際、アルカリ金属水酸化物の存在下で行うことが好ましい。そうすることによって、この反応が好適に進行すると考えられる。このことは、アルカリ金属水酸化物が、脱ハロゲン化水素剤、具体的には、脱塩酸剤として機能するためと考えられる。すなわち、アルカリ金属水酸化物が、ポリフェニレンエーテルのフェノール基と、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物とから、ハロゲン化水素を脱離させ、そうすることによって、ポリフェニレンエーテルのフェノール基の水素原子の代わりに、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基が、フェノール基の酸素原子に結合すると考えられる。It is preferable to carry out the reaction in the presence of an alkali metal hydroxide. This is thought to allow the reaction to proceed smoothly. This is thought to be because the alkali metal hydroxide functions as a dehydrohalogenation agent, specifically, a dehydrochlorination agent. That is, the alkali metal hydroxide eliminates hydrogen halide from the phenol group of the polyphenylene ether and a compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded. In this way, the substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond is thought to bond to the oxygen atom of the phenol group in place of the hydrogen atom of the phenol group of the polyphenylene ether.
アルカリ金属水酸化物は、脱ハロゲン化剤として働きうるものであれば、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム等が挙げられる。また、アルカリ金属水酸化物は、通常、水溶液の状態で用いられ、具体的には、水酸化ナトリウム水溶液として用いられる。 The alkali metal hydroxide is not particularly limited as long as it can function as a dehalogenating agent, but examples include sodium hydroxide. Furthermore, alkali metal hydroxides are typically used in the form of an aqueous solution, specifically, an aqueous sodium hydroxide solution.
反応時間や反応温度等の反応条件は、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物等によっても異なり、上記のような反応が好適に進行する条件であれば、特に限定されない。具体的には、反応温度は、室温~100℃であることが好ましく、30~100℃であることがより好ましい。また、反応時間は、0.5~20時間であることが好ましく、0.5~10時間であることがより好ましい。 Reaction conditions such as reaction time and reaction temperature vary depending on the compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond is bonded to a halogen atom, and are not particularly limited as long as the conditions are such that the above-described reaction proceeds favorably. Specifically, the reaction temperature is preferably room temperature to 100°C, and more preferably 30 to 100°C. The reaction time is preferably 0.5 to 20 hours, and more preferably 0.5 to 10 hours.
反応時に用いる溶媒は、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物とを溶解させることができ、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合された化合物との反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。具体的には、トルエン等が挙げられる。 The solvent used during the reaction is not particularly limited, as long as it can dissolve the polyphenylene ether and the compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded, and does not inhibit the reaction between the polyphenylene ether and the compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded. Specific examples include toluene.
上記の反応は、アルカリ金属水酸化物だけではなく、相間移動触媒も存在した状態で反応させることが好ましい。すなわち、上記の反応は、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させることが好ましい。そうすることによって、上記反応がより好適に進行すると考えられる。このことは、以下のことによると考えられる。相間移動触媒は、アルカリ金属水酸化物を取り込む機能を有し、水のような極性溶剤の相と、有機溶剤のような非極性溶剤の相との両方の相に可溶で、これらの相間を移動することができる触媒であることによると考えられる。具体的には、アルカリ金属水酸化物として、水酸化ナトリウム水溶液を用い、溶媒として、水に相溶しない、トルエン等の有機溶剤を用いた場合、水酸化ナトリウム水溶液を、反応に供されている溶媒に滴下しても、溶媒と水酸化ナトリウム水溶液とが分離し、水酸化ナトリウムが、溶媒に移行しにくいと考えられる。そうなると、アルカリ金属水酸化物として添加した水酸化ナトリウム水溶液が、反応促進に寄与しにくくなると考えられる。これに対して、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させると、アルカリ金属水酸化物が相間移動触媒に取り込まれた状態で、溶媒に移行し、水酸化ナトリウム水溶液が、反応促進に寄与しやすくなると考えられる。このため、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させると、上記反応がより好適に進行すると考えられる。The above reaction is preferably carried out in the presence of not only an alkali metal hydroxide but also a phase transfer catalyst. In other words, the above reaction is preferably carried out in the presence of both an alkali metal hydroxide and a phase transfer catalyst. This is believed to facilitate the reaction. This is believed to be due to the following: A phase transfer catalyst has the ability to incorporate alkali metal hydroxide, is soluble in both polar solvents such as water and nonpolar solvents such as organic solvents, and is capable of transferring between these phases. Specifically, if aqueous sodium hydroxide is used as the alkali metal hydroxide and an organic solvent, such as toluene, that is incompatible with water, is used as the solvent, even when the aqueous sodium hydroxide is added dropwise to the solvent being used for the reaction, the solvent and the aqueous sodium hydroxide will separate, and the sodium hydroxide will not easily migrate to the solvent. This is believed to make it difficult for the aqueous sodium hydroxide added as the alkali metal hydroxide to contribute to promoting the reaction. On the other hand, when the reaction is carried out in the presence of an alkali metal hydroxide and a phase transfer catalyst, the alkali metal hydroxide is transferred to the solvent while being incorporated into the phase transfer catalyst, and the aqueous sodium hydroxide solution is thought to contribute more to promoting the reaction. Therefore, when the reaction is carried out in the presence of an alkali metal hydroxide and a phase transfer catalyst, the reaction is thought to proceed more smoothly.
相間移動触媒は、特に限定されないが、例えば、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド等の第4級アンモニウム塩等が挙げられる。 The phase transfer catalyst is not particularly limited, but examples include quaternary ammonium salts such as tetra-n-butylammonium bromide.
本実施形態で用いられる樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物として、上記のようにして得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物を含むことが好ましい。 The resin composition used in this embodiment preferably contains the modified polyphenylene ether compound obtained as described above as the polyphenylene ether compound.
(硬化剤)
本実施形態の樹脂組成物は、さらに、前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応可能な硬化剤を含む。
(hardening agent)
The resin composition of the present embodiment further contains a curing agent capable of reacting with the polyphenylene ether compound.
前記硬化剤としては、前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応して、前記ポリフェニレンエーテル化合物を含む樹脂組成物を硬化させることができる硬化剤であれば、特に限定されない。前記硬化剤は、前記ポリフェニレンエーテル化合物との反応に寄与する官能基を分子中に少なくとも1個以上有する硬化剤等が挙げられる。The curing agent is not particularly limited as long as it can react with the polyphenylene ether compound to cure the resin composition containing the polyphenylene ether compound. Examples of the curing agent include a curing agent having at least one functional group in the molecule that contributes to the reaction with the polyphenylene ether compound.
具体的には、例えば、分子中に不飽和二重結合を2個以上有する化合物等が挙げられる。より具体的には、スチレン誘導体、分子中にアクリロイル基を有する化合物、分子中にメタクリロイル基を有する化合物、分子中にビニル基を有する化合物、分子中にアリル基を有する化合物、分子中にマレイミド基を有する化合物、分子中にアセナフチレン構造を有する化合物、及び、分子中にイソシアヌレート基を有するイソシアヌレート化合物等が挙げられる。Specific examples include compounds having two or more unsaturated double bonds in the molecule. More specific examples include styrene derivatives, compounds having an acryloyl group in the molecule, compounds having a methacryloyl group in the molecule, compounds having a vinyl group in the molecule, compounds having an allyl group in the molecule, compounds having a maleimide group in the molecule, compounds having an acenaphthylene structure in the molecule, and isocyanurate compounds having an isocyanurate group in the molecule.
前記スチレン誘導体としては、例えば、ブロモスチレン及びジブロモスチレン等が挙げられる。 Examples of the styrene derivatives include bromostyrene and dibromostyrene.
前記分子中にアクリロイル基を有する化合物が、アクリレート化合物である。前記アクリレート化合物としては、分子中にアクリロイル基を1個有する単官能アクリレート化合物、及び、分子中にアクリロイル基を2個以上有する多官能アクリレート化合物が挙げられる。前記単官能アクリレート化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、及び、ブチルアクリレート等が挙げられる。前記多官能アクリレート化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。 The compound having an acryloyl group in the molecule is an acrylate compound. Examples of the acrylate compound include monofunctional acrylate compounds having one acryloyl group in the molecule and polyfunctional acrylate compounds having two or more acryloyl groups in the molecule. Examples of the monofunctional acrylate compound include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, and butyl acrylate. Examples of the polyfunctional acrylate compound include tricyclodecane dimethanol diacrylate.
前記分子中にメタクリロイル基を有する化合物が、メタクリレート化合物である。前記メタクリレート化合物としては、分子中にメタクリロイル基を1個有する単官能メタクリレート化合物、及び、分子中にメタクリロイル基を2個以上有する多官能メタクリレート化合物が挙げられる。前記単官能メタクリレート化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、及び、ブチルメタクリレート等が挙げられる。前記多官能メタクリレート化合物としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート等が挙げられる。 The compound having a methacryloyl group in the molecule is a methacrylate compound. Examples of the methacrylate compound include monofunctional methacrylate compounds having one methacryloyl group in the molecule and polyfunctional methacrylate compounds having two or more methacryloyl groups in the molecule. Examples of the monofunctional methacrylate compound include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, and butyl methacrylate. Examples of the polyfunctional methacrylate compound include tricyclodecane dimethanol dimethacrylate.
前記分子中にビニル基を有する化合物が、ビニル化合物である。前記ビニル化合物としては、分子中にビニル基を1個有する単官能ビニル化合物(モノビニル化合物)、及び、分子中にビニル基を2個以上有する多官能ビニル化合物が挙げられる。前記多官能ビニル化合物としては、例えば、ジビニルベンゼン、及び、ポリブタジエン等が挙げられる。 The compound having a vinyl group in its molecule is a vinyl compound. Examples of the vinyl compound include monofunctional vinyl compounds (monovinyl compounds) having one vinyl group in their molecule, and polyfunctional vinyl compounds having two or more vinyl groups in their molecule. Examples of the polyfunctional vinyl compound include divinylbenzene and polybutadiene.
前記分子中にアリル基を有する化合物が、アリル化合物である。前記アリル化合物としては、分子中にアリル基を1個有する単官能アリル化合物、及び、分子中にアリル基を2個以上有する多官能アリル化合物が挙げられる。前記多官能アリル化合物としては、例えば、ジアリルフタレート(DAP)等が挙げられる。 The compound having an allyl group in the molecule is an allyl compound. Examples of the allyl compound include monofunctional allyl compounds having one allyl group in the molecule and polyfunctional allyl compounds having two or more allyl groups in the molecule. Examples of polyfunctional allyl compounds include diallyl phthalate (DAP).
前記分子中にマレイミド基を有する化合物が、マレイミド化合物である。前記マレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基を1個有する単官能マレイミド化合物、分子中にマレイミド基を2個以上有する多官能マレイミド化合物、及び、変性マレイミド化合物等が挙げられる。前記変性マレイミド化合物としては、例えば、分子中の一部がアミン化合物で変性された変性マレイミド化合物、分子中の一部がシリコーン化合物で変性された変性マレイミド化合物、及び、分子中の一部がアミン化合物及びシリコーン化合物で変性された変性マレイミド化合物等が挙げられる。 The compound having a maleimide group in the molecule is a maleimide compound. Examples of the maleimide compound include monofunctional maleimide compounds having one maleimide group in the molecule, polyfunctional maleimide compounds having two or more maleimide groups in the molecule, and modified maleimide compounds. Examples of the modified maleimide compound include modified maleimide compounds in which a portion of the molecule is modified with an amine compound, modified maleimide compounds in which a portion of the molecule is modified with a silicone compound, and modified maleimide compounds in which a portion of the molecule is modified with both an amine compound and a silicone compound.
前記分子中にアセナフチレン構造を有する化合物が、アセナフチレン化合物である。前記アセナフチレン化合物としては、例えば、アセナフチレン、アルキルアセナフチレン類、ハロゲン化アセナフチレン類、及び、フェニルアセナフチレン類等が挙げられる。前記アルキルアセナフチレン類としては、例えば、1-メチルアセナフチレン、3-メチルアセナフチレン、4-メチルアセナフチレン、5-メチルアセナフチレン、1-エチルアセナフチレン、3-エチルアセナフチレン、4-エチルアセナフチレン、及び、5-エチルアセナフチレン等が挙げられる。前記ハロゲン化アセナフチレン類としては、例えば、1-クロロアセナフチレン、3-クロロアセナフチレン、4-クロロアセナフチレン、5-クロロアセナフチレン、1-ブロモアセナフチレン、3-ブロモアセナフチレン、4-ブロモアセナフチレン、及び、5-ブロモアセナフチレン等が挙げられる。前記フェニルアセナフチレン類としては、例えば、1-フェニルアセナフチレン、3-フェニルアセナフチレン、4-フェニルアセナフチレン、及び、5-フェニルアセナフチレン等が挙げられる。前記アセナフチレン化合物としては、上述したような、分子中にアセナフチレン構造を1個有する単官能アセナフチレン化合物であってもよいし、分子中にアセナフチレン構造を2個以上有する多官能アセナフチレン化合物であってもよい。 A compound having an acenaphthylene structure in the molecule is an acenaphthylene compound. Examples of the acenaphthylene compound include acenaphthylene, alkylacenaphthylenes, halogenated acenaphthylenes, and phenylacenaphthylenes. Examples of the alkylacenaphthylenes include 1-methylacenaphthylene, 3-methylacenaphthylene, 4-methylacenaphthylene, 5-methylacenaphthylene, 1-ethylacenaphthylene, 3-ethylacenaphthylene, 4-ethylacenaphthylene, and 5-ethylacenaphthylene. Examples of the halogenated acenaphthylenes include 1-chloroacenaphthylene, 3-chloroacenaphthylene, 4-chloroacenaphthylene, 5-chloroacenaphthylene, 1-bromoacenaphthylene, 3-bromoacenaphthylene, 4-bromoacenaphthylene, and 5-bromoacenaphthylene. Examples of the phenylacenaphthylenes include 1-phenylacenaphthylene, 3-phenylacenaphthylene, 4-phenylacenaphthylene, and 5-phenylacenaphthylene. The acenaphthylene compound may be a monofunctional acenaphthylene compound having one acenaphthylene structure in the molecule, as described above, or a polyfunctional acenaphthylene compound having two or more acenaphthylene structures in the molecule.
前記分子中にイソシアヌレート基を有する化合物が、イソシアヌレート化合物である。前記イソシアヌレート化合物としては、分子中にアルケニル基をさらに有する化合物(アルケニルイソシアヌレート化合物)等が挙げられ、例えば、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)等のトリアルケニルイソシアヌレート化合物等が挙げられる。 The compound having an isocyanurate group in the molecule is an isocyanurate compound. Examples of the isocyanurate compound include compounds that further have an alkenyl group in the molecule (alkenyl isocyanurate compounds), such as triallyl isocyanurate (TAIC).
本実施形態で使用する硬化剤は、上記の中でも、例えば、分子中にアクリロイル基を2個以上有する多官能アクリレート化合物、分子中にメタクリロイル基を2個以上有する多官能メタアクリレート化合物、分子中にビニル基を2個以上有する多官能ビニル化合物、スチレン誘導体、分子中にアリル基を有するアリル化合物、分子中にマレイミド基を有するマレイミド化合物、分子中にアセナフチレン構造を有するアセナフチレン化合物、及び分子中にイソシアヌレート基を有するイソシアヌレート化合物が好ましい。Among the above, the curing agents used in this embodiment are preferably, for example, polyfunctional acrylate compounds having two or more acryloyl groups in the molecule, polyfunctional methacrylate compounds having two or more methacryloyl groups in the molecule, polyfunctional vinyl compounds having two or more vinyl groups in the molecule, styrene derivatives, allyl compounds having allyl groups in the molecule, maleimide compounds having maleimide groups in the molecule, acenaphthylene compounds having an acenaphthylene structure in the molecule, and isocyanurate compounds having an isocyanurate group in the molecule.
前記硬化剤は、上記硬化剤を単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。 The above curing agents may be used alone or in combination of two or more.
前記硬化剤は、重量平均分子量が100~5000であることが好ましく、100~4000であることがより好ましく、100~3000であることがさらに好ましい。前記硬化剤の重量平均分子量が低すぎると、前記硬化剤が樹脂組成物の配合成分系から揮発しやすくなるおそれがある。また、前記硬化剤の重量平均分子量が高すぎると、樹脂組成物のワニスの粘度や、加熱成形時の溶融粘度が高くなりすぎるおそれがある。よって、前記硬化剤の重量平均分子量がこのような範囲内であると、硬化物の耐熱性により優れた樹脂組成物が得られる。このことは、前記ポリフェニレンエーテル化合物との反応により、前記ポリフェニレンエーテル化合物を含有する樹脂組成物を好適に硬化させることができるためと考えられる。なお、ここで、重量平均分子量は、一般的な分子量測定方法で測定したものであればよく、具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定した値等が挙げられる。The curing agent preferably has a weight-average molecular weight of 100 to 5,000, more preferably 100 to 4,000, and even more preferably 100 to 3,000. If the curing agent's weight-average molecular weight is too low, the curing agent may be more likely to volatilize from the resin composition's blended components. Furthermore, if the curing agent's weight-average molecular weight is too high, the resin composition's varnish viscosity and melt viscosity during heat molding may become too high. Therefore, when the curing agent's weight-average molecular weight is within this range, a resin composition with superior heat resistance can be obtained. This is thought to be because the reaction with the polyphenylene ether compound allows the resin composition containing the polyphenylene ether compound to be cured appropriately. The weight-average molecular weight may be measured using a common molecular weight measurement method, specifically, a value measured using gel permeation chromatography (GPC), etc.
前記硬化剤は、前記ポリフェニレンエーテル化合物との反応に寄与する官能基の、前記硬化剤1分子当たりの平均個数(官能基数)は、前記硬化剤の重量平均分子量によって異なるが、例えば、1~20個であることが好ましく、2~18個であることがより好ましい。この官能基数が少なすぎると、硬化物の耐熱性としては充分なものが得られにくい傾向がある。また、官能基数が多すぎると、反応性が高くなりすぎ、例えば、樹脂組成物の保存性が低下したり、樹脂組成物の流動性が低下してしまう等の不具合が発生するおそれがある。The average number of functional groups per molecule of the curing agent that contribute to the reaction with the polyphenylene ether compound (number of functional groups) varies depending on the weight-average molecular weight of the curing agent, but is preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 18. If the number of functional groups is too low, it tends to be difficult to obtain sufficient heat resistance for the cured product. On the other hand, if the number of functional groups is too high, the reactivity may become too high, which may result in problems such as reduced shelf life or reduced fluidity of the resin composition.
(無機充填剤)
本実施形態に係る樹脂組成物は、さらに、窒化ホウ素を含む無機充填剤を含む。前記窒化ホウ素は、樹脂組成物に含有される無機充填剤として使用することができ、後述する粒度分布の規定を満たすものであれば、特に限定されない。窒化ホウ素としては、例えば、六方晶系の常圧相(h-BN)、及び、立方晶系の高圧相(c-BN)等が挙げられる。
(inorganic filler)
The resin composition according to this embodiment further includes an inorganic filler containing boron nitride. The boron nitride can be used as the inorganic filler contained in the resin composition, and is not particularly limited as long as it satisfies the particle size distribution requirements described below. Examples of boron nitride include a hexagonal normal pressure phase (h-BN) and a cubic high pressure phase (c-BN).
本実施形態の無機充填剤では、前記無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが粒径0.8~30.0μmの範囲に少なくとも2つ存在しており、それらのピークは、それぞれ、粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つ存在する。つまり、本実施形態で使用する無機充填剤では、比較的小粒径の無機充填剤と比較的大粒径の無機充填剤と、少なくとも2種以上のピーク粒径(ピークトップ=極大値)を有する無機充填剤が混合されている。小粒径の無機充填剤のみ、あるいは、大粒径の無機充填剤のみを使用すると、樹脂組成物の硬化物における高熱伝導率とピール強度を両立させることは困難である。さらには、小粒径の無機充填剤のみを含有する場合には、得られる樹脂組成物の硬化物の熱伝導率及び耐熱性を充分に高めることができない傾向がある。また、大粒径の無機充填剤のみを含有する場合は、得られた樹脂組成物の成形性が低下する傾向がある。In the inorganic filler of this embodiment, the particle size distribution of the inorganic filler, as measured by laser diffraction particle size distribution measurement, has at least two peaks in the particle size range of 0.8 to 30.0 μm, with at least one peak in the particle size range of 0.8 to 5.0 μm and at least one peak in the particle size range of 5.0 to 30.0 μm. In other words, the inorganic filler used in this embodiment contains a mixture of relatively small and relatively large inorganic fillers, as well as inorganic fillers with at least two peak particle sizes (peak tops = maximum values). Using only small or large inorganic fillers makes it difficult to achieve both high thermal conductivity and peel strength in the cured resin composition. Furthermore, containing only small inorganic fillers tends to fail to sufficiently enhance the thermal conductivity and heat resistance of the resulting cured resin composition. Furthermore, containing only large inorganic fillers tends to reduce the moldability of the resulting resin composition.
本明細書において、前記粒度分布は、レーザー回折・散乱法による粒度分布測定により測定した値であり、例えば、後述する実施例で使用する島津製作所社製の湿式粒度分布測定装置(「SALD-2100」)などにより測定できる。また、本実施形態において、前記ピークとは、粒度分布のグラフにおける極大値を指し、具体的には、横軸を粒子径、縦軸を相対粒子量(頻度)とした際の粒度分布のグラフにおける極大値によって得られる数値である。 In this specification, the particle size distribution is a value measured by particle size distribution measurement using a laser diffraction/scattering method, and can be measured, for example, using a wet particle size distribution analyzer ("SALD-2100") manufactured by Shimadzu Corporation, which is used in the examples described below. Furthermore, in this embodiment, the peak refers to the maximum value in a particle size distribution graph, and specifically, is the numerical value obtained by the maximum value in a particle size distribution graph when the horizontal axis represents particle diameter and the vertical axis represents relative particle amount (frequency).
さらに、前記無機充填剤の粒度分布全体100%に対して、粒径0.1~5.0μm範囲の粒子の積算割合が20~80%で、粒径5.0~150.0μmの粒子の積算割合が20~80%であることが好ましい。これら各々の積算割合(%)は、各粒径範囲における相対粒子量の積算値から算出することによって求める値である。 Furthermore, it is preferable that the cumulative proportion of particles in the particle size range of 0.1 to 5.0 μm is 20 to 80%, and the cumulative proportion of particles in the particle size range of 5.0 to 150.0 μm is 20 to 80%, relative to the total particle size distribution of the inorganic filler (100%). Each of these cumulative proportions (%) is determined by calculating the cumulative value of the relative particle amount in each particle size range.
なお、本実施形態の無機充填剤に含まれる前記窒化ホウ素は、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の垂直断面図をエネルギー分散型X線分析(EDX分析観察)することより、窒化ホウ素を判別し、SEM観察において1辺50μmの範囲内に存在する窒化ホウ素の内、窒化ホウ素の端から端までにおいて最長となる長さが10μm以上50μm以下である窒化ホウ素が、3~30個の範囲となっていることがより好ましい。それにより、高い熱伝導率を維持しつつ、銅箔ピール強度を担保できるといった利点がある。 The boron nitride contained in the inorganic filler of this embodiment is identified by energy dispersive X-ray analysis (EDX analysis) of a vertical cross section of a cured resin composition of this embodiment, and more preferably, of the boron nitride particles present within an area of 50 μm on a side in SEM observation, the longest length from end to end of the boron nitride particles is 10 μm or more and 50 μm or less, in the range of 3 to 30. This has the advantage of ensuring copper foil peel strength while maintaining high thermal conductivity.
本実施形態の樹脂組成物は、前記窒化ホウ素のみを含んでいてもよいし、前記窒化ホウ素以外の無機充填剤を含んでいてもよい。 The resin composition of this embodiment may contain only the boron nitride, or may contain inorganic fillers other than the boron nitride.
前記窒化ホウ素のみを含む場合は、粒径の異なる2種以上の窒化ホウ素を使用して、無機充填剤の粒度分布が上述の規定を満たすようにする。また、前記窒化ホウ素以外の無機充填剤を含む場合には、窒化ホウ素の粒径と当該窒化ホウ素以外の無機充填剤の粒径を、無機充填剤の粒度分布が上述の規定を満たすように調整してもよい。 When only boron nitride is contained, two or more types of boron nitride with different particle sizes are used so that the particle size distribution of the inorganic filler satisfies the above-mentioned specifications. Furthermore, when an inorganic filler other than boron nitride is contained, the particle sizes of the boron nitride and the inorganic filler other than boron nitride may be adjusted so that the particle size distribution of the inorganic filler satisfies the above-mentioned specifications.
前記窒化ホウ素以外の無機充填剤としては、樹脂組成物に含有される無機充填剤として使用できるものであれば、特に限定されない。前記窒化ホウ素以外の無機充填剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム及びマイカ等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、無水炭酸マグネシウム等の炭酸マグネシウム、及び炭酸カルシウム等が挙げられる。前記窒化ホウ素以外の無機充填剤としては、この中でも、シリカ、無水炭酸マグネシウム、アルミナ、及び窒化ケイ素等が好ましい。前記シリカは、特に限定されず、例えば、破砕状シリカ及びシリカ粒子等が挙げられ、シリカ粒子が好ましい。また、前記炭酸マグネシウムは、特に限定されないが、無水炭酸マグネシウム(合成マグネサイト)が好ましい。The inorganic filler other than boron nitride is not particularly limited as long as it can be used as an inorganic filler in the resin composition. Examples of inorganic fillers other than boron nitride include metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, and mica; metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide; talc, aluminum borate, barium sulfate, aluminum nitride, silicon nitride, magnesium carbonates such as anhydrous magnesium carbonate; and calcium carbonate. Among these, preferred inorganic fillers other than boron nitride are silica, anhydrous magnesium carbonate, alumina, and silicon nitride. The silica is not particularly limited, and examples include crushed silica and silica particles, with silica particles being preferred. The magnesium carbonate is not particularly limited, but anhydrous magnesium carbonate (synthetic magnesite) is preferred.
前記窒化ホウ素以外の無機充填剤は、表面処理された無機充填剤であってもよいし、表面処理されていない無機充填剤であってもよい。また、前記表面処理としては、例えば、シランカップリング剤による処理等が挙げられる。 The inorganic filler other than boron nitride may be a surface-treated or untreated inorganic filler. Examples of the surface treatment include treatment with a silane coupling agent.
前記シランカップリング剤としては、例えば、ビニル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、フェニルアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。すなわち、このシランカップリング剤は、反応性官能基として、ビニル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基、及びフェニルアミノ基のうち、少なくとも1つを有し、さらに、メトキシ基やエトキシ基等の加水分解性基を有する化合物等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include silane coupling agents having at least one functional group selected from the group consisting of a vinyl group, a styryl group, a methacryloyl group, an acryloyl group, and a phenylamino group. Specifically, the silane coupling agent includes compounds having at least one reactive functional group selected from the group consisting of a vinyl group, a styryl group, a methacryloyl group, an acryloyl group, and a phenylamino group, and further having a hydrolyzable group such as a methoxy group or an ethoxy group.
前記シランカップリング剤としては、ビニル基を有するものとして、例えば、ビニルトリエトキシシラン、及び、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、スチリル基を有するものとして、例えば、p-スチリルトリメトキシシラン、及び、p-スチリルトリエトキシシラン等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、メタクリロイル基を有するものとして、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、及び、3-メタクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、アクリロイル基を有するものとして、例えば、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、及び、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、フェニルアミノ基を有するものとして、例えば、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン及びN-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include those having a vinyl group, such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane. Examples of the silane coupling agent include those having a styryl group, such as p-styryltrimethoxysilane and p-styryltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent include those having a methacryloyl group, such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacryloxypropylethyldiethoxysilane. Examples of the silane coupling agent include those having an acryloyl group, such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane and 3-acryloxypropyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent include those having a phenylamino group, such as N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and N-phenyl-3-aminopropyltriethoxysilane.
なお、本実施形態の無機充填剤が前記窒化ホウ素以外の無機充填剤を含有する場合、前記無機充填剤中の前記窒化ホウ素の含有量が、前記無機充填剤100体積部に対して、25~80体積部であることが好ましい。それにより、高い熱伝導率をより確実に達成できると考えられる。さらに好ましい範囲は、30~70体積部である。 When the inorganic filler of this embodiment contains an inorganic filler other than boron nitride, it is preferable that the content of boron nitride in the inorganic filler is 25 to 80 parts by volume per 100 parts by volume of the inorganic filler. This is believed to more reliably achieve high thermal conductivity. An even more preferable range is 30 to 70 parts by volume.
本実施形態において、前記窒化ホウ素の平均粒子径、および/または、前記記窒化ホウ素以外の無機充填剤の平均粒子径は、本実施形態の無機充填剤の粒度分布が上述したような規定を満たすような範囲であれば、特に限定はされない。 In this embodiment, the average particle size of the boron nitride and/or the average particle size of the inorganic filler other than the boron nitride is not particularly limited, as long as the particle size distribution of the inorganic filler of this embodiment satisfies the above-mentioned specifications.
本実施形態の無機充填剤では、上述したような粒度分布のピークが、粒径0.8~5.0μm範囲と粒径5.0~30.0μm範囲とに存在するだけでなく、さらに別の粒径範囲において3つめのピークが存在していてもよい。その場合、3つめのピークは、粒径0.1~0.8μm範囲に存在することが好ましい。それにより、さらに樹脂成分に均一に充填剤が分散することにより熱伝導率が向上するといった利点も期待できる。 In the inorganic filler of this embodiment, not only do the particle size distribution peaks described above exist in the particle size range of 0.8 to 5.0 μm and the particle size range of 5.0 to 30.0 μm, but a third peak may also exist in another particle size range. In this case, it is preferable that the third peak exists in the particle size range of 0.1 to 0.8 μm. This can be expected to have the advantage of improving thermal conductivity by dispersing the filler more uniformly in the resin component.
より好ましい実施形態において、本実施形態の樹脂組成物は、無機充填剤として、前記窒化ホウ素とシリカを含むことが好ましい。そして、前記窒化ホウ素とシリカを含む無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが、粒径0.8~30.0μmの範囲に少なくとも三つ存在し、それらのピークが、粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つと粒径0.1~0.8μm範囲に少なくとも一つ存在することがより好ましい。この場合、本実施形態の無機充填剤の粒度分布には少なくとも3つのピークが存在することとなるが、少なくとも2種の異なる粒径を有する窒化ホウ素と、シリカを含有することによって、前記粒度分布を調整することが好ましい。このような構成により、さらに、熱伝導の高い充填剤が樹脂成分に均一に分散することによる熱伝導率の向上といった利点があると考えられる。In a more preferred embodiment, the resin composition of this embodiment preferably contains boron nitride and silica as inorganic fillers. Furthermore, the particle size distribution of the inorganic filler containing boron nitride and silica, as measured by a laser diffraction particle size distribution measurement method, preferably has at least three peaks in the particle size range of 0.8 to 30.0 μm, with at least one peak in the particle size range of 0.8 to 5.0 μm, at least one peak in the particle size range of 5.0 to 30.0 μm, and at least one peak in the particle size range of 0.1 to 0.8 μm. In this case, the particle size distribution of the inorganic filler of this embodiment will have at least three peaks. However, it is preferable to adjust the particle size distribution by including at least two different particle sizes of boron nitride and silica. This configuration is believed to further provide the advantage of improving thermal conductivity by uniformly dispersing the highly thermally conductive filler in the resin components.
(スチレン系重合体)
本実施形態の樹脂組成物は、上述したような成分以外にも、さらにスチレン系重合体を含んでいてもよい。スチレン系重合体を含むことによって、樹脂組成物硬化物におけるさらなる低誘電率化といった利点があると考えられる。
(styrene polymer)
The resin composition of the present embodiment may further contain a styrene-based polymer in addition to the components described above. The inclusion of a styrene-based polymer is considered to have the advantage of further reducing the dielectric constant of the cured resin composition.
本実施形態で使用されるスチレン系重合体とは、例えば、スチレン系単量体を含む単量体を重合して得られる重合体であり、スチレン系共重合体であってもよい。また、前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン系単量体の1種以上と、スチレン系単量体と共重合可能な他の単量体の1種以上とを、共重合させて得られる共重合体等が挙げられる。前記スチレン系単量体としては、スチレン、スチレン誘導体、スチレンの水素原子の一部が置換基で置換されたもの等が挙げられる。The styrene-based polymer used in this embodiment is, for example, a polymer obtained by polymerizing a monomer containing a styrene-based monomer, and may be a styrene-based copolymer. Examples of the styrene-based copolymer include copolymers obtained by copolymerizing one or more styrene-based monomers with one or more other monomers copolymerizable with the styrene-based monomer. Examples of the styrene-based monomer include styrene, styrene derivatives, and styrene in which some of the hydrogen atoms have been substituted with substituents.
具体的なスチレン系重合体としては、従来公知のものを広く使用でき、特に限定されないが、例えば、下記式(3)で表される構造単位(スチレン系単量体由来の構造)を分子中に有する重合体等が挙げられる。 Specific styrene-based polymers that can be used include a wide range of conventionally known polymers, and are not particularly limited. Examples include polymers having a structural unit (structure derived from a styrene-based monomer) represented by the following formula (3) in the molecule.
式(3)中、R35~R37は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示し、R38は水素原子、アルキル基、アルケニル基、及び、イソプロペニル基からなる群から選択される基を示す。前記アルキル基は、特に限定されず、例えば、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましい。また、前記アルケニル基は、炭素数1~10のアルケニル基が好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、及び、デシル基等が挙げられる。 In formula (3), R 35 to R 37 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 38 represents a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, and an isopropenyl group. The alkyl group is not particularly limited, and is preferably, for example, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group.
本実施形態のスチレン系重合体は、上記式(3)で表される構造単位を少なくとも1種含んでいることが好ましいが、異なる2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。また、上記式(3)で表される構造単位を繰り返した構造を含んでいることが好ましい。The styrene-based polymer of this embodiment preferably contains at least one structural unit represented by the above formula (3), but may contain a combination of two or more different structural units. It also preferably contains a structure in which the structural unit represented by the above formula (3) is repeated.
さらに、本実施形態のスチレン系重合体は、上記式(3)で表される構造単位に加えて、スチレン系単量体と共重合可能な他の単量体として、下記式(4)、(17)及び(18)で表される構造単位、式(4)、(17)、(18)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した繰返し構造のうち少なくとも一つを有していてもよい。 Furthermore, in addition to the structural unit represented by formula (3) above, the styrene-based polymer of this embodiment may have, as other monomers copolymerizable with the styrene-based monomer, at least one of structural units represented by the following formulas (4), (17), and (18), and repeating structures in which the structural units represented by formulas (4), (17), and (18) are respectively repeated.
前記式(4)、式(17)及び式(18)中、R39~R56は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、及び、イソプロペニル基からなる群から選択されるいずれかの基を示す。前記アルキル基は、特に限定されず、例えば、炭素数1~18のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、及び、デシル基等が挙げられる。また、前記アルケニル基は、炭素数1~10のアルケニル基が好ましい。本実施形態のスチレン系重合体は、上記式(4)、式(17)及び式(18)で表される構造単位を少なくとも1種含んでいることが好ましく、こられのうち異なる2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。また、上記式(4)、式(17)および/または式(18)で表される構造単位を繰り返した構造を含んでいてもよい。 In the formulas (4), (17), and (18), R 39 to R 56 each independently represent a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, and an isopropenyl group. The alkyl group is not particularly limited, and is preferably, for example, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms. The styrene-based polymer of this embodiment preferably contains at least one structural unit represented by the formula (4), formula (17), or formula (18) above, and may contain a combination of two or more different structural units. The polymer may also contain a structure in which the structural units represented by the formula (4), formula (17), and/or formula (18) above are repeated.
また、上記式(3)で表される構造単位としては、より具体的には、例えば、下記式(19)~(21)で表される構造単位、式(19)~(21)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した構造などが挙げられる。本実施形態のスチレン系重合体は、特に限定されないが、好ましくは、式(19)~(21)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した繰り返し構造から選択される1種以上を有することが好ましい。 More specifically, examples of the structural unit represented by formula (3) above include structural units represented by the following formulas (19) to (21), and structures in which the structural units represented by formulas (19) to (21) are respectively repeated. The styrene-based polymer of this embodiment is not particularly limited, but preferably has one or more repeating structures selected from those in which the structural units represented by formulas (19) to (21) are respectively repeated.
上記式(4)で表される構造単位としては、より具体的には、例えば、下記式(5)、(22)~(27)で表される構造単位、式(22)~(27)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した構造などが挙げられる。本実施形態のスチレン系重合体が、上記式(4)で表される構造単位を含む場合、特に限定されないが、好ましくは、式(5)、(22)~(27)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した繰り返し構造の群から選択される1種以上を有することが好ましく、更には、式(5)を含むことがより好ましい。 More specifically, examples of the structural unit represented by formula (4) above include structural units represented by the following formulas (5) and (22) to (27), and structures in which the structural units represented by formulas (22) to (27) are respectively repeated. When the styrene-based polymer of this embodiment contains the structural unit represented by formula (4) above, there are no particular limitations, but it is preferable that it has one or more repeating structures selected from the group of repeating structures in which the structural units represented by formulas (5) and (22) to (27) are respectively repeated, and it is even more preferable that it contains formula (5).
また、上記式(17)で表される構造単位としては、より具体的には、例えば、下記式(28)~(29)で表される構造単位、式(28)~(29)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した構造などが挙げられる。本実施形態のスチレン系重合体が、上記式(17)の構造単位を含む場合、特に限定されないが、好ましくは、式(28)~(29)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した繰り返し構造の群から選択される1種以上を有することが好ましい。 More specifically, examples of the structural unit represented by formula (17) above include structural units represented by the following formulas (28) to (29), and structures in which the structural units represented by formulas (28) to (29) are respectively repeated. When the styrene-based polymer of this embodiment contains the structural unit of formula (17) above, there are no particular limitations, but it is preferable that the polymer have one or more repeating structures selected from the group of repeating structures in which the structural units represented by formulas (28) to (29) are respectively repeated.
また、上記式(18)で表される構造単位としては、より具体的には、例えば、下記式(30)~(31)で表される構造単位、式(30)~(31)で表される構造単位を繰り返した構造などが挙げられる。本実施形態のスチレン系重合体が、式(18)の構造単位を含む場合、特に限定されないが、好ましくは、式(30)~(31)で表される構造単位をそれぞれ繰り返した繰り返し構造の群から選択される1種以上を有することが好ましい。 More specifically, examples of the structural unit represented by formula (18) above include structural units represented by the following formulas (30) to (31), and structures in which structural units represented by formulas (30) to (31) are repeated. When the styrene-based polymer of this embodiment contains the structural unit of formula (18), there are no particular limitations, but it is preferable that the polymer have one or more repeating structures selected from the group of repeating structures in which the structural units represented by formulas (30) to (31) are respectively repeated.
スチレン系重合体の好ましい例示としては、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、イソプロペニルトルエン、ジビニルベンゼン、アリルスチレンなどのスチレン系単量体の1種以上を重合若しくは共重合して得られる、重合体もしくは共重合体が挙げられる。より具体的には、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソブチレン共重合体等が挙げられる。また、水素添加(水添)したスチレン系重合体であってもよく、例えば、水添メチルスチレン(エチレン/ブチレン)メチルスチレン共重合体、水添メチルスチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)メチルスチレン共重合体、水添スチレンイソプレン共重合体、水添スチレンイソプレンスチレン共重合体、水添スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体、及び、水添スチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)スチレン共重合体等が挙げられる。Preferred examples of styrene-based polymers include polymers or copolymers obtained by polymerizing or copolymerizing one or more styrene-based monomers, such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, isopropenyltoluene, divinylbenzene, and allylstyrene. More specific examples include styrene-butadiene copolymers and styrene-isobutylene copolymers. Hydrogenated styrene-based polymers are also acceptable, such as hydrogenated methylstyrene (ethylene/butylene) methylstyrene copolymers, hydrogenated methylstyrene (ethylene-ethylene/propylene) methylstyrene copolymers, hydrogenated styrene-isoprene copolymers, hydrogenated styrene-isoprene styrene copolymers, hydrogenated styrene (ethylene/butylene) styrene copolymers, and hydrogenated styrene (ethylene-ethylene/propylene) styrene copolymers.
なお、前記スチレン系重合体としては、上記例示したものを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The styrene-based polymers listed above may be used alone or in combination of two or more.
このようなスチレン系重合体を含むことにより、上述したような効果に加えて、樹脂組成物の硬化物における吸湿率を抑制し、吸湿量の増加による電気特性の劣化を抑えることができるというさらなる効果を奏することもできる。 In addition to the effects described above, the inclusion of such a styrene-based polymer can also have the further effect of suppressing the moisture absorption rate of the cured resin composition, thereby preventing deterioration of electrical properties due to increased moisture absorption.
好ましい実施形態の前記スチレン系重合体において、前記式(19)~(21)で表される構造単位の少なくとも一種を含む場合、その構造単位のモル分率は、前記重合体全体に対して10~70%程度であることが好ましく、更には15~65%であることが好ましい。それにより、樹脂との相溶性を保てることから樹脂組成物内部における特性の均一性が保たれるといったさらなる利点がある。 In a preferred embodiment, when the styrene-based polymer contains at least one of the structural units represented by formulas (19) to (21), the molar fraction of the structural unit is preferably approximately 10 to 70%, and more preferably 15 to 65%, of the entire polymer. This has the added advantage of maintaining compatibility with the resin, thereby maintaining uniformity of properties within the resin composition.
前記スチレン系重合体の重合形態は、特に限定はなく、ブロック共重合体、交互共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体等であってもよい。また、エラストマーの形態であってもよい。The polymerization form of the styrene-based polymer is not particularly limited, and may be a block copolymer, alternating copolymer, random copolymer, graft copolymer, etc. It may also be in the form of an elastomer.
本実施形態のスチレン系重合体の重量平均分子量及び数平均分子量は、10,000~200,000程度であることが好ましく、さらに、20,000~150,000程度であることがより好ましい。平均分子量が上記範囲であれば、樹脂硬化物のBステージにおいて適正な樹脂流動性を担保することが可能であるといった利点がある。なお、ここで、重量平均分子量及び数平均分子量は、一般的な分子量測定方法で測定したものであればよく、具体的には、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて測定した値等が挙げられる。The weight-average molecular weight and number-average molecular weight of the styrene-based polymer of this embodiment are preferably approximately 10,000 to 200,000, and more preferably approximately 20,000 to 150,000. Having an average molecular weight within the above range has the advantage of ensuring appropriate resin fluidity in the B-stage of the cured resin. The weight-average molecular weight and number-average molecular weight may be measured using a general molecular weight measurement method, and specific examples include values measured using gel permeation chromatography.
好ましい実施形態において、前記スチレン系重合体は、下記式(16)で表される構造単位を含む、スチレン・イソブチレン・スチレン系ブロック共重合体(SIBS)を含むことがより望ましい。それにより、ガスバリア性の高い樹脂組成物を得られる事が可能となり、樹脂組成物への吸湿を抑制できるといった利点がある。In a preferred embodiment, the styrene-based polymer preferably includes a styrene-isobutylene-styrene-based block copolymer (SIBS) containing a structural unit represented by the following formula (16). This has the advantage of making it possible to obtain a resin composition with high gas barrier properties and suppressing moisture absorption by the resin composition.
式(16)中、a1,a2の合計は1,000~60,000の整数を示し、bは1,000~70,000の整数を示し、かつ、a1、a2およびbの合計は10,000~130,000を示す。 In formula (16), the sum of a1 and a2 is an integer between 1,000 and 60,000, b is an integer between 1,000 and 70,000, and the sum of a1, a2, and b is 10,000 to 130,000.
本実施形態で使用するスチレン系重合体の製造方法は特に限定はされないが、例えば、前記SIBSの製造方法の一例を示すと、まず、リビングカチオン重合法によってイソブチレンを重合した後、引き続きスチレンを添加して重合させることによって合成することができる。 The method for producing the styrene-based polymer used in this embodiment is not particularly limited, but for example, as an example of a method for producing the SIBS, it can be synthesized by first polymerizing isobutylene using a living cationic polymerization method, and then adding and polymerizing styrene.
本実施形態のスチレン系重合体は、市販のものを使用することもでき、例えば、株式会社カネカ製の「SIBSTAR(登録商標)073T」、「SIBSTAR(登録商標)103T」、「SIBSTAR(登録商標)102T」、株式会社クラレ製の「セプトンV9827」等が挙げられる。 Commercially available styrene-based polymers may be used in this embodiment, such as "SIBSTAR (registered trademark) 073T," "SIBSTAR (registered trademark) 103T," and "SIBSTAR (registered trademark) 102T" manufactured by Kaneka Corporation, and "Septon V9827" manufactured by Kuraray Co., Ltd.
(各成分の含有量)
本実施形態の樹脂組成物中、前記ポリフェニレンエーテル化合物の含有量は、前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と(前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体と)の合計100質量部に対して、50~90質量部であることが好ましく、55~85質量部であることがより好ましく、60~80質量部であることがさらに好ましい。すなわち、前記ポリフェニレンエーテル化合物の含有率は、前記樹脂組成物における前記無機充填剤以外の成分に対して、50~90質量%であることが好ましい。前記ポリフェニレンエーテル化合物の含有量が上記範囲内であれば、誘電特性が低く、耐熱性が高い硬化物が得られる樹脂組成物がより確実に得られると考えられる。
(Content of each ingredient)
In the resin composition of this embodiment, the content of the polyphenylene ether compound is preferably 50 to 90 parts by mass, more preferably 55 to 85 parts by mass, and even more preferably 60 to 80 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound and the curing agent (and the styrene-based polymer, if the styrene-based polymer is included). That is, the content of the polyphenylene ether compound is preferably 50 to 90% by mass relative to the components other than the inorganic filler in the resin composition. It is believed that if the content of the polyphenylene ether compound is within the above range, a resin composition that can produce a cured product with low dielectric properties and high heat resistance can be more reliably obtained.
また、前記硬化剤の含有量は、前記樹脂組成物における前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と(前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体と)の合計100質量部に対して、10~40質量部であることが好ましく、15~35質量部であることがより好ましい。前記硬化剤の含有量が、上記範囲内の含有量であれば、硬化物の耐熱性により優れた樹脂組成物になる。このことは、本実施形態の樹脂成分と前記硬化剤との硬化反応が好適に進行するためと考えられる。 The content of the curing agent is preferably 10 to 40 parts by mass, and more preferably 15 to 35 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound and the curing agent (and the styrene-based polymer, if the styrene-based polymer is included) in the resin composition. If the content of the curing agent is within the above range, the resin composition will have superior heat resistance in the cured product. This is thought to be because the curing reaction between the resin components of this embodiment and the curing agent proceeds smoothly.
また、本実施形態の樹脂組成物における無機充填剤の含有量は、前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と(前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体と)無機充填剤の合計100体積部に対して、20~60体積部である。また、無機充填剤の含有率(フィラーコンテンツ)は、前記樹脂組成物100体積部に対して、20~60体積部であることが好ましい。より好ましい含有量は、25~55体積部である。前記含有量が20体積部未満となると十分な熱伝導率を得ることができず、一方で、60体積部を超えると成形性が悪くなると考えられる。つまり、前記無機充填剤の含有量が前記範囲であれば、高い熱伝導率を有する硬化物が得られ、かつ、成形性に優れた樹脂組成物を提供できる。 The content of the inorganic filler in the resin composition of this embodiment is 20 to 60 parts by volume, based on 100 parts by volume of the total of the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the inorganic filler (and the styrene-based polymer, if the styrene-based polymer is included). The content of the inorganic filler (filler content) is preferably 20 to 60 parts by volume, based on 100 parts by volume of the resin composition. A more preferred content is 25 to 55 parts by volume. If the content is less than 20 parts by volume, sufficient thermal conductivity cannot be obtained, while if it exceeds 60 parts by volume, moldability is thought to be impaired. In other words, if the content of the inorganic filler is within the above range, a cured product with high thermal conductivity and a resin composition with excellent moldability can be obtained.
さらに、本実施形態の樹脂組成物における前記窒化ホウ素の含有量は、樹脂成分(前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記硬化剤、及び、前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体を含む)と前記無機充填剤との合計100体積部に対して、15~30体積部であることが好ましい。それにより、高熱伝導率をより確実に得ることができると考えられる。 Furthermore, the content of the boron nitride in the resin composition of this embodiment is preferably 15 to 30 parts by volume per 100 parts by volume of the total of the resin components (the polyphenylene ether compound, the curing agent, and, if a styrene-based polymer is included, the styrene-based polymer) and the inorganic filler. This is believed to more reliably achieve high thermal conductivity.
また、本実施形態の樹脂組成物が前記窒化ホウ素以外の無機充填剤を含む場合、当該樹脂組成物における前記窒化ホウ素以外の無機充填剤の含有量は、樹脂成分(前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記硬化剤、及び、前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体を含む)と前記無機充填剤との合計100体積部に対して、5~40体積部であることが好ましく、さらに15~30体積部であるあることがより好ましい。それにより、高熱伝導率を維持しつつ、銅箔ピール強度を担保することができると考えられる。 Furthermore, when the resin composition of this embodiment contains an inorganic filler other than boron nitride, the content of the inorganic filler other than boron nitride in the resin composition is preferably 5 to 40 parts by volume, and more preferably 15 to 30 parts by volume, per 100 parts by volume of the total of the resin components (the polyphenylene ether compound, the curing agent, and, if the resin composition contains the styrene-based polymer, the styrene-based polymer) and the inorganic filler. This is believed to ensure copper foil peel strength while maintaining high thermal conductivity.
さらに、本実施形態の樹脂組成物が前記スチレン系重合体を含む場合、前記スチレン系重合体の含有量は、前記樹脂組成物における前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と前記スチレン系重合体との合計100質量部に対して、5~25質量部であることが好ましく、10~20質量部であることがより好ましい。 Furthermore, when the resin composition of this embodiment contains the styrene-based polymer, the content of the styrene-based polymer is preferably 5 to 25 parts by mass, and more preferably 10 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the styrene-based polymer in the resin composition.
(その他の成分)
本実施形態に係る樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上述した成分以外の成分(その他の成分)を含有してもよい。本実施形態に係る樹脂組成物に含有されるその他の成分としては、例えば、反応開始剤、シランカップリング剤、難燃剤、消泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料、分散剤及び滑剤等の添加剤をさらに含んでもよい。また、本実施形態の樹脂組成物には、前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記硬化剤、前記重合体以外にも、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂等、他の熱硬化性樹脂を含有してもよい。
(Other ingredients)
The resin composition according to the present embodiment may contain components other than those described above (other components) as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components contained in the resin composition according to the present embodiment include additives such as a reaction initiator, a silane coupling agent, a flame retardant, an antifoaming agent, an antioxidant, a heat stabilizer, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a dye or pigment, a dispersant, and a lubricant. Furthermore, the resin composition according to the present embodiment may contain, in addition to the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the polymer, other thermosetting resins such as epoxy resins, maleimide resins, aromatic hydrocarbon resins, and aliphatic hydrocarbon resins.
本実施形態に係る樹脂組成物には、上述の通り、反応開始剤(開始剤)を含有してもよい。前記樹脂組成物は、前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と前記重合体を含むものであっても、硬化反応は進行し得る。しかしながら、プロセス条件によっては硬化が進行するまで高温にすることが困難な場合があるので、反応開始剤を添加してもよい。As described above, the resin composition according to this embodiment may contain a reaction initiator (initiator). Even if the resin composition contains the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the polymer, the curing reaction may proceed. However, depending on the process conditions, it may be difficult to raise the temperature high enough for curing to proceed, so a reaction initiator may be added.
前記反応開始剤は、前記樹脂組成物の硬化反応を促進することができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、金属酸化物、アゾ化合物、有機過酸化物等が挙げられる。The reaction initiator is not particularly limited as long as it can accelerate the curing reaction of the resin composition. Specific examples include metal oxides, azo compounds, and organic peroxides.
金属酸化物としては、具体的には、カルボン酸金属塩等が挙げられる。 Specific examples of metal oxides include metal carboxylates.
有機過酸化物としては、α,α’-ジ(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、過酸化ベンゾイル、3,3’,5,5’-テトラメチル-1,4-ジフェノキノン、クロラニル、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノキシル、t-ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。 Examples of organic peroxides include α,α'-di(t-butylperoxy)diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-3-hexyne, benzoyl peroxide, 3,3',5,5'-tetramethyl-1,4-diphenoquinone, chloranil, 2,4,6-tri-t-butylphenoxyl, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, and azobisisobutyronitrile.
アゾ化合物としては、具体的には、2,2’-アゾビス(2,4,4―トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)等が挙げられる。 Specific examples of azo compounds include 2,2'-azobis(2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide), and 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile).
中でも好ましい反応開始剤は、2,2’-アゾビス(2,4,4―トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等である。これらの反応開始剤は、誘電特性への影響が小さい。また、反応開始温度が比較的に高いため、プリプレグ乾燥時等の硬化する必要がない時点での硬化反応の促進を抑制することができ、前記樹脂組成物の保存性の低下を抑制することができるといった利点があるからである。Among these, preferred reaction initiators are 2,2'-azobis(2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide), etc. These reaction initiators have little effect on dielectric properties. In addition, because the reaction initiation temperature is relatively high, they have the advantage of being able to suppress the acceleration of the curing reaction when curing is not necessary, such as during prepreg drying, thereby preventing a decrease in the shelf life of the resin composition.
上述したような反応開始剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The above-mentioned reaction initiators may be used alone or in combination of two or more.
本実施形態の樹脂組成物が前記反応開始剤を含む場合、その含有量としては、特に限定されないが、例えば、前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と前記スチレン系重合体の合計100質量部に対して、0.5~2.0質量部であることが好ましく、0.8~1.5質量部であることがより好ましく、0.9~1.0質量部であることがさらに好ましい。 When the resin composition of this embodiment contains the reaction initiator, its content is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.5 to 2.0 parts by mass, more preferably 0.8 to 1.5 parts by mass, and even more preferably 0.9 to 1.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the styrene-based polymer combined.
(製造方法)
前記樹脂組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と、必要に応じてその他の有機成分を混合し、その後、無機充填剤を添加する方法等が挙げられる。具体的には、有機溶媒を含むワニス状の組成物を得る場合は、後述するプリプレグの説明において記載している方法等が挙げられる。
(Manufacturing method)
The method for producing the resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a method in which the polyphenylene ether compound, the curing agent, and, if necessary, other organic components are mixed together, and then an inorganic filler is added, etc. Specifically, in the case of obtaining a varnish-like composition containing an organic solvent, the method described in the description of the prepreg below can be used.
また、本実施形態に係る樹脂組成物を用いることによって、以下のように、プリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔、及び、樹脂付きフィルムを得ることができる。 Furthermore, by using the resin composition of this embodiment, prepregs, metal-clad laminates, wiring boards, resin-coated metal foils, and resin-coated films can be obtained as follows.
前記樹脂組成物の硬化物は、熱伝導率が1.0W/m・K以上であり、かつ、周波数10GHzにおける比誘電率が4.0以下であることが好ましい。このように、本実施形態の樹脂組成物を用いることによって、その硬化物における高い熱伝導率と低誘電特性を両立することができ、かつ、高いピール強度も達成できる。 The cured product of the resin composition preferably has a thermal conductivity of 1.0 W/m·K or more and a relative dielectric constant of 4.0 or less at a frequency of 10 GHz. Thus, by using the resin composition of this embodiment, the cured product can achieve both high thermal conductivity and low dielectric properties, while also achieving high peel strength.
[プリプレグ]
図1は、本発明の実施形態に係るプリプレグ1の一例を示す概略断面図である。なお、以下の説明において、各符号はそれぞれ、1 プリプレグ、2 樹脂組成物又は樹脂組成物の半硬化物、3 繊維質基材、11 金属張積層板、12 絶縁層、13 金属箔、14 配線、21 配線板、31 樹脂付き金属箔、32、42 樹脂層、41 樹脂付きフィルム、43 支持フィルムを示す。
[Prepreg]
1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a prepreg 1 according to an embodiment of the present invention. In the following description, the reference numerals respectively represent 1 prepreg, 2 resin composition or semi-cured resin composition, 3 fibrous substrate, 11 metal-clad laminate, 12 insulating layer, 13 metal foil, 14 wiring, 21 wiring board, 31 resin-coated metal foil, 32, 42 resin layer, 41 resin-coated film, and 43 support film.
本実施形態に係るプリプレグ1は、図1に示すように、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物2と、繊維質基材3とを備える。このプリプレグ1は、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物2と、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物2の中に存在する繊維質基材3とを備える。As shown in Figure 1, the prepreg 1 according to this embodiment comprises the resin composition or a semi-cured product of the resin composition 2, and a fibrous base material 3. This prepreg 1 comprises the resin composition or a semi-cured product of the resin composition 2, and a fibrous base material 3 present in the resin composition or the semi-cured product of the resin composition 2.
なお、本実施形態において、半硬化物とは、樹脂組成物をさらに硬化しうる程度に途中まで硬化された状態のものである。すなわち、半硬化物は、樹脂組成物を半硬化した状態の(Bステージ化された)ものである。例えば、樹脂組成物は、加熱すると、最初、粘度が徐々に低下し、その後、硬化が開始し、その後、硬化が開始し、粘度が徐々に上昇する。このような場合、半硬化としては、粘度が上昇し始めてから、完全に硬化する前の間の状態等が挙げられる。 In this embodiment, a semi-cured product refers to a resin composition that has been partially cured to the extent that it can be further cured. In other words, a semi-cured product is a resin composition that has been semi-cured (B-staged). For example, when a resin composition is heated, the viscosity initially gradually decreases, then curing begins, and then curing begins again, and the viscosity gradually increases. In such a case, semi-cured refers to the state between when the viscosity begins to increase and when the composition is completely cured.
また、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて得られるプリプレグとしては、上記のような、前記樹脂組成物の半硬化物を備えるものであってもよいし、また、硬化させていない前記樹脂組成物そのものを備えるものであってもよい。すなわち、前記樹脂組成物の半硬化物(Bステージの前記樹脂組成物)と、繊維質基材とを備えるプリプレグであってもよいし、硬化前の前記樹脂組成物(Aステージの前記樹脂組成物)と、繊維質基材とを備えるプリプレグであってもよい。また、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物としては、前記樹脂組成物を乾燥又は加熱乾燥させたものであってもよい。 The prepreg obtained using the resin composition according to this embodiment may comprise a semi-cured product of the resin composition, as described above, or may comprise the uncured resin composition itself. That is, it may be a prepreg comprising a semi-cured product of the resin composition (the resin composition in B-stage) and a fibrous base material, or a prepreg comprising the resin composition before curing (the resin composition in A-stage) and a fibrous base material. The resin composition or semi-cured product of the resin composition may be obtained by drying or heat-drying the resin composition.
プリプレグを製造する際には、プリプレグを形成するための基材である繊維質基材3に含浸するために、樹脂組成物2は、ワニス状に調製されて用いられることが多い。すなわち、樹脂組成物2は、通常、ワニス状に調製された樹脂ワニスであることが多い。このようなワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)は、例えば、以下のようにして調製される。When producing prepreg, resin composition 2 is often prepared in a varnish form and used to impregnate fibrous base material 3, which is the base material for forming the prepreg. That is, resin composition 2 is usually a resin varnish prepared in a varnish form. Such a varnish-like resin composition (resin varnish) is prepared, for example, as follows.
まず、樹脂組成物の組成のうち有機溶媒に溶解できる各成分を、有機溶媒に投入して溶解させる。この際、必要に応じて、加熱してもよい。その後、必要に応じて用いられる、有機溶媒に溶解しない成分(例えば、無機充填剤など)を添加して、ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、ロールミル等を用いて、所定の分散状態になるまで分散させることにより、ワニス状の樹脂組成物が調製される。ここで用いられる有機溶媒としては、前記変性ポリフェニレンエーテル化合物や前記硬化剤等を溶解させ、硬化反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。First, each component of the resin composition that is soluble in an organic solvent is added to the organic solvent and dissolved. Heating may be performed if necessary. Then, any components that are insoluble in the organic solvent (e.g., inorganic fillers) are added as needed, and the mixture is dispersed using a ball mill, bead mill, planetary mixer, roll mill, or the like until the desired dispersion state is achieved, thereby preparing a varnish-like resin composition. The organic solvent used here is not particularly limited, as long as it dissolves the modified polyphenylene ether compound and the curing agent and does not inhibit the curing reaction. Specific examples include toluene and methyl ethyl ketone (MEK).
前記プリプレグの製造方法は、前記プリプレグを製造することができれば、特に限定されない。具体的には、プリプレグを製造する際には、上述した本実施形態で用いる樹脂組成物は、上述したように、ワニス状に調製し、樹脂ワニスとして用いられることが多い。 The method for producing the prepreg is not particularly limited as long as it can produce the prepreg. Specifically, when producing the prepreg, the resin composition used in the present embodiment described above is often prepared in a varnish form and used as a resin varnish, as described above.
前記繊維質基材としては、具体的には、例えば、ガラスクロス、アラミドクロス、ポリエステルクロス、ガラス不織布、アラミド不織布、ポリエステル不織布、パルプ紙、及びリンター紙が挙げられる。なお、ガラスクロスを用いると、機械強度が優れた積層板が得られ、特に偏平処理加工したガラスクロスが好ましい。偏平処理加工として、具体的には、例えば、ガラスクロスを適宜の圧力でプレスロールにて連続的に加圧してヤーンを偏平に圧縮する方法が挙げられる。なお、一般的に使用される繊維質基材の厚さは、例えば、0.01mm以上、0.3mm以下である。 Specific examples of the fibrous substrate include glass cloth, aramid cloth, polyester cloth, glass nonwoven fabric, aramid nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, pulp paper, and linter paper. Using glass cloth results in a laminate with excellent mechanical strength, and flattened glass cloth is particularly preferred. A specific example of flattening processing is a method in which glass cloth is continuously pressed with a press roll at an appropriate pressure to compress the yarns flat. The thickness of commonly used fibrous substrates is, for example, 0.01 mm or more and 0.3 mm or less.
前記プリプレグの製造方法は、前記プリプレグを製造することができれば、特に限定されない。具体的には、プリプレグを製造する際には、上述した本実施形態に係る樹脂組成物は、上述したように、ワニス状に調製し、樹脂ワニスとして用いられることが多い。 The method for producing the prepreg is not particularly limited, as long as it can produce the prepreg. Specifically, when producing the prepreg, the resin composition according to the present embodiment is often prepared in a varnish form, as described above, and used as a resin varnish.
プリプレグ1を製造する方法としては、例えば、樹脂組成物2、例えば、ワニス状に調製された樹脂組成物2を繊維質基材3に含浸させた後、乾燥する方法が挙げられる。樹脂組成物2は、繊維質基材3へ、浸漬及び塗布等によって含浸される。必要に応じて複数回繰り返して含浸することも可能である。また、この際、組成や濃度の異なる複数の樹脂組成物を用いて含浸を繰り返すことにより、最終的に希望とする組成及び含浸量に調整することも可能である。 Prepreg 1 can be manufactured, for example, by impregnating a fibrous substrate 3 with resin composition 2, for example, a resin composition 2 prepared in the form of a varnish, followed by drying. The resin composition 2 is impregnated into the fibrous substrate 3 by immersion, coating, or other methods. Impregnation can be repeated multiple times as needed. Furthermore, by repeating the impregnation process using multiple resin compositions with different compositions and concentrations, it is possible to adjust the final composition and impregnation amount to the desired level.
樹脂組成物(樹脂ワニス)2が含浸された繊維質基材3は、所望の加熱条件、例えば、80℃以上180℃以下で1分間以上10分間以下加熱される。加熱によって、硬化前(Aステージ)又は半硬化状態(Bステージ)のプリプレグ1が得られる。なお、前記加熱によって、前記樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させ、有機溶媒を減少又は除去させることができる。The fibrous substrate 3 impregnated with the resin composition (resin varnish) 2 is heated under the desired heating conditions, for example, at 80°C to 180°C for 1 minute to 10 minutes. This heating produces a prepreg 1 in an uncured (A-stage) or semi-cured (B-stage) state. This heating also volatilizes the organic solvent from the resin varnish, reducing or eliminating the organic solvent.
本実施形態に係る樹脂組成物又はこの樹脂組成物の半硬化物を備えるプリプレグは、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度にも優れる硬化物が好適に得られるプリプレグである。 The prepreg comprising the resin composition of this embodiment or a semi-cured product of this resin composition is a prepreg that can suitably produce a cured product with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength.
[金属張積層板]
図2は、本発明の実施形態に係る金属張積層板11の一例を示す概略断面図である。
[Metal-clad laminate]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a metal-clad laminate 11 according to an embodiment of the present invention.
金属張積層板11は、図2に示すように、図1に示したプリプレグ1の硬化物を含む絶縁層12と、絶縁層12とともに積層される金属箔13とから構成されている。すなわち、金属張積層板11は、樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層12と、絶縁層12の上に設けられた金属箔13とを有する。また、絶縁層12は、前記樹脂組成物の硬化物からなるものであってもよいし、前記プリプレグの硬化物からなるものであってもよい。また、前記金属箔13の厚みは、最終的に得られる配線板に求められる性能等に応じて異なり、特に限定されない。金属箔13の厚みは、所望の目的に応じて、適宜設定することができ、例えば、0.2~70μmであることが好ましい。また、前記金属箔13としては、例えば、銅箔及びアルミニウム箔等が挙げられ、前記金属箔が薄い場合は、ハンドリング性を向上のために剥離層及びキャリアを備えたキャリア付銅箔であってもよい。As shown in FIG. 2, the metal-clad laminate 11 is composed of an insulating layer 12 containing the cured product of the prepreg 1 shown in FIG. 1 and a metal foil 13 laminated together with the insulating layer 12. That is, the metal-clad laminate 11 has an insulating layer 12 containing a cured product of a resin composition and a metal foil 13 disposed on the insulating layer 12. The insulating layer 12 may be composed of either the cured product of the resin composition or the cured product of the prepreg. The thickness of the metal foil 13 varies depending on the performance required of the final wiring board and is not particularly limited. The thickness of the metal foil 13 can be appropriately set depending on the desired purpose, and is preferably 0.2 to 70 μm, for example. Examples of the metal foil 13 include copper foil and aluminum foil. When the metal foil is thin, it may be a carrier-attached copper foil equipped with a release layer and carrier to improve handling.
前記金属張積層板11を製造する方法としては、前記金属張積層板11を製造することができれば、特に限定されない。具体的には、プリプレグ1を用いて金属張積層板11を作製する方法が挙げられる。この方法としては、プリプレグ1を1枚又は複数枚重ね、さらに、その上下の両面又は片面に銅箔等の金属箔13を重ね、金属箔13およびプリプレグ1を加熱加圧成形して積層一体化することによって、両面金属箔張り又は片面金属箔張りの積層板11を作製する方法等が挙げられる。すなわち、金属張積層板11は、プリプレグ1に金属箔13を積層して、加熱加圧成形して得られる。また、加熱加圧条件は、製造する金属張積層板11の厚みやプリプレグ1の組成物の種類等により適宜設定することができる。例えば、温度を170~210℃、圧力を3.5~4MPa、時間を60~150分間とすることができる。また、前記金属張積層板は、プリプレグを用いずに製造してもよい。例えば、ワニス状の樹脂組成物を金属箔上に塗布し、金属箔上に樹脂組成物を含む層を形成した後に、加熱加圧する方法等が挙げられる。The method for producing the metal-clad laminate 11 is not particularly limited, as long as it can produce the metal-clad laminate 11. Specifically, a method for producing the metal-clad laminate 11 using prepreg 1 is exemplified. This method involves stacking one or more prepregs 1, then layering a metal foil 13 such as copper foil on both sides or one side of the prepreg 1, and then heat-pressing and molding the metal foil 13 and prepreg 1 to form an integrated laminate. In other words, the metal-clad laminate 11 is obtained by laminating the metal foil 13 on the prepreg 1 and then heat-pressing and molding it. The heat-pressing conditions can be appropriately set depending on the thickness of the metal-clad laminate 11 to be produced, the type of composition of the prepreg 1, and other factors. For example, the temperature can be 170 to 210°C, the pressure can be 3.5 to 4 MPa, and the time can be 60 to 150 minutes. The metal-clad laminate may also be produced without using a prepreg. For example, a method may be used in which a varnish-like resin composition is applied onto a metal foil to form a layer containing the resin composition on the metal foil, and then the layer is heated and pressed.
本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層を備える金属張積層板は、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度にも優れた絶縁層を備える金属張積層板である。 A metal-clad laminate having an insulating layer containing a cured product of the resin composition of this embodiment is a metal-clad laminate having an insulating layer with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength.
[配線板]
図3は、本発明の実施形態に係る配線板21の一例を示す概略断面図である。
[Wiring board]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a wiring board 21 according to an embodiment of the present invention.
本実施形態に係る配線板21は、図3に示すように、図1に示したプリプレグ1を硬化して用いられる絶縁層12と、絶縁層12ともに積層され、金属箔13を部分的に除去して形成された配線14とから構成されている。すなわち、前記配線板21は、樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層12と、絶縁層12の上に設けられた配線14とを有する。また、絶縁層12は、前記樹脂組成物の硬化物からなるものであってもよいし、前記プリプレグの硬化物からなるものであってもよい。 As shown in Figure 3, the wiring board 21 according to this embodiment is composed of an insulating layer 12 formed by curing the prepreg 1 shown in Figure 1, and wiring 14 laminated together with the insulating layer 12 and formed by partially removing the metal foil 13. That is, the wiring board 21 has an insulating layer 12 containing a cured resin composition, and wiring 14 provided on the insulating layer 12. Furthermore, the insulating layer 12 may be made of a cured resin composition or a cured prepreg.
前記配線板21を製造する方法は、前記配線板21を製造することができれば、特に限定されない。具体的には、前記プリプレグ1を用いて配線板21を作製する方法等が挙げられる。この方法としては、例えば、上記のように作製された金属張積層板11の表面の金属箔13をエッチング加工等して配線形成をすることによって、絶縁層12の表面に回路として配線が設けられた配線板21を作製する方法等が挙げられる。すなわち、配線板21は、金属張積層板11の表面の金属箔13を部分的に除去することにより回路形成して得られる。また、回路形成する方法としては、上記の方法以外に、例えば、セミアディティブ法(SAP:Semi Additive Process)やモディファイドセミアディティブ法(MSAP:Modified Semi Additive Process)による回路形成等が挙げられる。配線板21は、誘電特性が低く、耐熱性の高く、吸水処理後であっても、低誘電特性を好適に維持することができる絶縁層12を有する。The method for manufacturing the wiring board 21 is not particularly limited, as long as it can be used to manufacture the wiring board 21. Specifically, examples of such methods include a method of manufacturing the wiring board 21 using the prepreg 1. Examples of such methods include a method of manufacturing the wiring board 21 by etching the metal foil 13 on the surface of the metal-clad laminate 11 manufactured as described above to form wiring, thereby manufacturing the wiring board 21 having wiring provided as a circuit on the surface of the insulating layer 12. That is, the wiring board 21 is obtained by forming a circuit by partially removing the metal foil 13 on the surface of the metal-clad laminate 11. In addition to the above methods, other methods for forming circuits include, for example, circuit formation using a semi-additive process (SAP) or a modified semi-additive process (MSAP). The wiring board 21 has an insulating layer 12 that has low dielectric properties, high heat resistance, and can favorably maintain its low dielectric properties even after a water absorption treatment.
このような配線板は、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度にも優れた絶縁層を備える配線板である。 Such wiring boards have an insulating layer with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength.
[樹脂付き金属箔]
図4は、本実施の形態に係る樹脂付き金属箔31の一例を示す概略断面図である。
[Metal foil with resin]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-coated metal foil 31 according to this embodiment.
本実施形態に係る樹脂付き金属箔31は、図4に示すように、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層32と、金属箔13とを備える。この樹脂付き金属箔31は、前記樹脂層32の表面上に金属箔13を有する。すなわち、この樹脂付き金属箔31は、前記樹脂層32と、前記樹脂層32とともに積層される金属箔13とを備える。また、前記樹脂付き金属箔31は、前記樹脂層32と前記金属箔13との間に、他の層を備えていてもよい。 As shown in Figure 4, the resin-coated metal foil 31 according to this embodiment comprises a resin layer 32 containing the resin composition or a semi-cured product of the resin composition, and a metal foil 13. This resin-coated metal foil 31 has the metal foil 13 on the surface of the resin layer 32. That is, this resin-coated metal foil 31 comprises the resin layer 32 and the metal foil 13 laminated together with the resin layer 32. The resin-coated metal foil 31 may also comprise another layer between the resin layer 32 and the metal foil 13.
また、前記樹脂層32としては、上記のような、前記樹脂組成物の半硬化物を含むものであってもよいし、また、硬化させていない前記樹脂組成物を含むものであってもよい。すなわち、前記樹脂付き金属箔31は、前記樹脂組成物の半硬化物(Bステージの前記樹脂組成物)を含む樹脂層と、金属箔とを備えるであってもよいし、硬化前の前記樹脂組成物(Aステージの前記樹脂組成物)を含む樹脂層と、金属箔とを備える樹脂付き金属箔であってもよい。また、前記樹脂層としては、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含んでいればよく、繊維質基材を含んでいても、含んでいなくてもよい。また、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物としては、前記樹脂組成物を乾燥又は加熱乾燥させたものであってもよい。また、繊維質基材としては、プリプレグの繊維質基材と同様のものを用いることができる。The resin layer 32 may contain a semi-cured product of the resin composition as described above, or may contain the uncured resin composition. That is, the resin-coated metal foil 31 may comprise a resin layer containing a semi-cured product of the resin composition (the resin composition in B stage) and a metal foil, or a resin layer containing the resin composition before curing (the resin composition in A stage) and a metal foil. The resin layer may contain the resin composition or a semi-cured product of the resin composition, and may or may not contain a fibrous substrate. The resin composition or the semi-cured product of the resin composition may be the resin composition that has been dried or heat-dried. The fibrous substrate may be the same as the fibrous substrate of a prepreg.
また、金属箔としては、金属張積層板に用いられる金属箔を限定なく用いることができる。金属箔としては、例えば、銅箔及びアルミニウム箔等が挙げられる。 The metal foil can be any metal foil used in metal-clad laminates, without limitation. Examples of metal foil include copper foil and aluminum foil.
前記樹脂付き金属箔31及び前記樹脂付きフィルム41は、必要に応じて、カバーフィル等を備えてもよい。カバーフィルムを備えることにより、異物の混入等を防ぐことができる。前記カバーフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、及びこれらのフィルムに離型剤層を設けて形成されたフィルム等が挙げられる。 The resin-coated metal foil 31 and the resin-coated film 41 may be provided with a cover film or the like, if necessary. The provision of a cover film can prevent the inclusion of foreign matter. The cover film is not particularly limited, but examples include polyolefin film, polyester film, polymethylpentene film, and films formed by providing a release agent layer on these films.
前記樹脂付き金属箔31を製造する方法は、前記樹脂付き金属箔31を製造することができれば、特に限定されない。前記樹脂付き金属箔31の製造方法としては、上記ワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)を金属箔13上に塗布し、加熱することにより製造する方法等が挙げられる。ワニス状の樹脂組成物は、例えば、バーコーターを用いることにより、金属箔13上に塗布される。塗布された樹脂組成物は、例えば、80℃以上180℃以下、1分以上10分以下の条件で加熱される。加熱された樹脂組成物は、未硬化の樹脂層32として、金属箔13上に形成される。なお、前記加熱によって、前記樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させ、有機溶媒を減少又は除去させることができる。The method for producing the resin-coated metal foil 31 is not particularly limited, as long as it can produce the resin-coated metal foil 31. Examples of methods for producing the resin-coated metal foil 31 include a method in which the varnish-like resin composition (resin varnish) is applied to the metal foil 13 and heated. The varnish-like resin composition is applied to the metal foil 13, for example, using a bar coater. The applied resin composition is heated, for example, at a temperature of 80°C to 180°C for 1 minute to 10 minutes. The heated resin composition is formed on the metal foil 13 as an uncured resin layer 32. Note that the heating volatilizes the organic solvent from the resin varnish, thereby reducing or removing the organic solvent.
本実施形態に係る樹脂組成物又はこの樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層を備える樹脂付き金属箔は、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度にも優れた硬化物が好適に得られる樹脂付き金属箔である。 The resin-coated metal foil having a resin layer containing the resin composition of this embodiment or a semi-cured product of this resin composition is a resin-coated metal foil that can be used to preferably produce a cured product with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength.
[樹脂付きフィルム]
図5は、本実施の形態に係る樹脂付きフィルム41の一例を示す概略断面図である。
[Resin-coated film]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-coated film 41 according to this embodiment.
本実施形態に係る樹脂付きフィルム41は、図5に示すように、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層42と、支持フィルム43とを備える。この樹脂付きフィルム41は、前記樹脂層42と、前記樹脂層42とともに積層される支持フィルム43とを備える。また、前記樹脂付きフィルム41は、前記樹脂層42と前記支持フィルム43との間に、他の層を備えていてもよい。 As shown in Figure 5, the resin-coated film 41 according to this embodiment comprises a resin layer 42 containing the resin composition or a semi-cured product of the resin composition, and a support film 43. This resin-coated film 41 comprises the resin layer 42 and the support film 43 laminated together with the resin layer 42. The resin-coated film 41 may also comprise another layer between the resin layer 42 and the support film 43.
また、前記樹脂層42としては、上記のような、前記樹脂組成物の半硬化物を含むものであってもよいし、また、硬化させていない前記樹脂組成物を含むものであってもよい。すなわち、前記樹脂付きフィルム41は、前記樹脂組成物の半硬化物(Bステージの前記樹脂組成物)を含む樹脂層と、支持フィルムとを備えるであってもよいし、硬化前の前記樹脂組成物(Aステージの前記樹脂組成物)を含む樹脂層と、支持フィルムとを備える樹脂付きフィルムであってもよい。また、前記樹脂層としては、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含んでいればよく、繊維質基材を含んでいても、含んでいなくてもよい。また、前記樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物としては、前記樹脂組成物を乾燥又は加熱乾燥させたものであってもよい。また、繊維質基材としては、プリプレグの繊維質基材と同様のものを用いることができる。The resin layer 42 may contain a semi-cured product of the resin composition as described above, or may contain the uncured resin composition. That is, the resin-coated film 41 may comprise a resin layer containing a semi-cured product of the resin composition (the resin composition in B-stage) and a support film, or a resin-coated film comprising a resin layer containing the resin composition before curing (the resin composition in A-stage) and a support film. The resin layer may or may not contain a fibrous substrate, as long as it contains the resin composition or a semi-cured product of the resin composition. The resin composition or a semi-cured product of the resin composition may be obtained by drying or heat-drying the resin composition. The fibrous substrate may be the same as the fibrous substrate of a prepreg.
また、支持フィルム43としては、樹脂付きフィルムに用いられる支持フィルムを限定なく用いることができる。前記支持フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリイミドフィルム、ポリパラバン酸フィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、及びポリアリレートフィルム等の電気絶縁性フィルム等が挙げられる。 The support film 43 can be any support film used for resin-coated films. Examples of such support films include electrically insulating films such as polyester film, polyethylene terephthalate (PET) film, polyimide film, polyparabanic acid film, polyether ether ketone film, polyphenylene sulfide film, polyamide film, polycarbonate film, and polyarylate film.
前記樹脂付きフィルム41は、必要に応じて、カバーフィルム等を備えてもよい。カバーフィルムを備えることにより、異物の混入等を防ぐことができる。前記カバーフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、及びポリメチルペンテンフィルム等が挙げられる。 The resin-coated film 41 may be provided with a cover film, etc., if necessary. By providing a cover film, it is possible to prevent the intrusion of foreign matter, etc. The cover film is not particularly limited, but examples include polyolefin film, polyester film, and polymethylpentene film.
前記支持フィルム及びカバーフィルムとしては、必要に応じて、マット処理、コロナ処理、離型処理、及び粗化処理等の表面処理が施されたものであってもよい。 The support film and cover film may, if necessary, have undergone surface treatments such as matte treatment, corona treatment, release treatment, and roughening treatment.
前記樹脂付きフィルム41を製造する方法は、前記樹脂付きフィルム41を製造することができれば、特に限定されない。前記樹脂付きフィルム41の製造方法は、例えば、上記ワニス状の樹脂組成物(樹脂ワニス)を支持フィルム43上に塗布し、加熱することにより製造する方法等が挙げられる。ワニス状の樹脂組成物は、例えば、バーコーターを用いることにより、支持フィルム43上に塗布される。塗布された樹脂組成物は、例えば、80℃以上180℃以下、1分以上10分以下の条件で加熱される。加熱された樹脂組成物は、未硬化の樹脂層42として、支持フィルム43上に形成される。なお、前記加熱によって、前記樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させ、有機溶媒を減少又は除去させることができる。 The method for producing the resin-coated film 41 is not particularly limited, as long as it can produce the resin-coated film 41. Examples of methods for producing the resin-coated film 41 include a method in which the varnish-like resin composition (resin varnish) is applied to a support film 43 and heated. The varnish-like resin composition is applied to the support film 43 using, for example, a bar coater. The applied resin composition is heated, for example, at a temperature of 80°C to 180°C for 1 minute to 10 minutes. The heated resin composition is formed on the support film 43 as an uncured resin layer 42. The heating volatilizes the organic solvent from the resin varnish, thereby reducing or eliminating the organic solvent.
本実施形態に係る樹脂組成物又はこの樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層を備える樹脂付きフィルムは、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度にも優れた硬化物が好適に得られる樹脂付きフィルムである。さらに、成形性も良好である。 A resin-coated film having a resin layer containing the resin composition according to this embodiment or a semi-cured product of this resin composition is a resin-coated film that can be used to favorably produce a cured product with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength. Furthermore, it also has good formability.
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be further explained in detail below using examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
[実施例1~14、及び比較例1~3]
本実施例において、樹脂組成物を調製する際に用いる各成分について説明する。各成分の比重は、純水を基準物質とした際の比重である。
[Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3]
In the present example, each component used in preparing the resin composition will be described. The specific gravity of each component is the specific gravity when pure water is used as the reference substance.
(ポリフェニレンエーテル化合物)
・PPE1:末端にメタクリロイル基を有するポリフェニレンエーテル化合物(ポリフェニレンエーテルの末端水酸基をメタクリロイル基で変性した変性ポリフェニレンエーテル、上記式(15)で表され、式(15)中のYがジメチルメチレン基(式(12)で表され、式(12)中のR33及びR34がメチル基である基)である変性ポリフェニレンエーテル化合物、SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA9000、重量平均分子量Mw2000、末端官能基数2個、比重1.02)
・PPE2:ポリフェニレンエーテルとクロロメチルスチレンとを反応させて得られた変性ポリフェニレンエーテルである(比重1.04)。具体的には、以下のように反応させて得られた変性ポリフェニレンエーテルである。
(Polyphenylene ether compound)
PPE1: a polyphenylene ether compound having a methacryloyl group at its terminal (a modified polyphenylene ether in which the terminal hydroxyl group of polyphenylene ether is modified with a methacryloyl group; a modified polyphenylene ether compound represented by the above formula (15), in which Y in formula (15) is a dimethylmethylene group (a group represented by formula (12), in which R 33 and R 34 in formula (12) are methyl groups); SA9000 manufactured by SABIC Innovative Plastics, having a weight average molecular weight Mw of 2000, two terminal functional groups, and a specific gravity of 1.02).
PPE2: A modified polyphenylene ether (specific gravity: 1.04) obtained by reacting polyphenylene ether with chloromethylstyrene. Specifically, this modified polyphenylene ether was obtained by the following reaction.
まず、温度調節器、攪拌装置、冷却設備、及び滴下ロートを備えた1リットルの3つ口フラスコに、ポリフェニレンエーテル(SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA90、末端水酸基数2個、重量平均分子量Mw1700)200g、p-クロロメチルスチレンとm-クロロメチルスチレンとの質量比が50:50の混合物(東京化成工業株式会社製のクロロメチルスチレン:CMS)30g、相間移動触媒として、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド1.227g、及びトルエン400gを仕込み、攪拌した。そして、ポリフェニレンエーテル、クロロメチルスチレン、及びテトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイドが、トルエンに溶解するまで攪拌した。その際、徐々に加熱し、最終的に液温が75℃になるまで加熱した。そして、その溶液に、アルカリ金属水酸化物として、水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム20g/水20g)を20分間かけて、滴下した。その後、さらに、75℃で4時間攪拌した。次に、10質量%の塩酸でフラスコの内容物を中和した後、多量のメタノールを投入した。そうすることによって、フラスコ内の液体に沈殿物を生じさせた。すなわち、フラスコ内の反応液に含まれる生成物を再沈させた。そして、この沈殿物をろ過によって取り出し、メタノールと水との質量比が80:20の混合液で3回洗浄した後、減圧下、80℃で3時間乾燥させた。First, a 1-liter three-neck flask equipped with a temperature controller, stirrer, cooling equipment, and dropping funnel was charged with 200 g of polyphenylene ether (SA90 manufactured by SABIC Innovative Plastics, two terminal hydroxyl groups, weight-average molecular weight Mw 1700), 30 g of a 50:50 mixture of p-chloromethylstyrene and m-chloromethylstyrene (chloromethylstyrene: CMS manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 1.227 g of tetra-n-butylammonium bromide as a phase transfer catalyst, and 400 g of toluene, and stirred. The mixture was then stirred until the polyphenylene ether, chloromethylstyrene, and tetra-n-butylammonium bromide were dissolved in the toluene. The mixture was gradually heated, eventually reaching a liquid temperature of 75°C. To the resulting solution, an aqueous sodium hydroxide solution (20 g sodium hydroxide/20 g water) was added dropwise over 20 minutes. The mixture was then stirred at 75°C for an additional 4 hours. Next, the contents of the flask were neutralized with 10% by mass hydrochloric acid, and a large amount of methanol was added. This caused a precipitate to form in the liquid in the flask. That is, the product contained in the reaction solution in the flask was reprecipitated. The precipitate was then filtered, washed three times with a mixture of methanol and water in a mass ratio of 80:20, and then dried under reduced pressure at 80°C for 3 hours.
得られた固体を、1H-NMR(400MHz、CDCl3、TMS)で分析した。NMRを測定した結果、5~7ppmにビニルベンジル基(エテニルベンジル基)に由来するピークが確認された。これにより、得られた固体が、分子末端に、前記置換基としてビニルベンジル基(エテニルベンジル基)を分子中に有する変性ポリフェニレンエーテル化合物であることが確認できた。具体的には、エテニルベンジル化されたポリフェニレンエーテルであることが確認できた。この得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物は、上記式(14)で表され、Yがジメチルメチレン基(式(12)で表され、式(12)中のR33及びR34がメチル基である基)であり、Zが、フェニレン基であり、R1~R3が水素原子であり、nが1である変性ポリフェニレンエーテル化合物であった。 The obtained solid was analyzed by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS). As a result of NMR measurement, a peak derived from a vinylbenzyl group (ethenylbenzyl group) was confirmed at 5 to 7 ppm. This confirmed that the obtained solid was a modified polyphenylene ether compound having a vinylbenzyl group (ethenylbenzyl group) as the substituent at the molecular terminal in the molecule. Specifically, it was confirmed that it was an ethenylbenzylated polyphenylene ether. The obtained modified polyphenylene ether compound was a modified polyphenylene ether compound represented by the above formula (14), in which Y is a dimethylmethylene group (a group represented by formula (12) in which R 33 and R 34 in formula (12) are methyl groups), Z is a phenylene group, R 1 to R 3 are hydrogen atoms, and n is 1.
また、変性ポリフェニレンエーテルの末端官能基数を、以下のようにして測定した。 In addition, the number of terminal functional groups of the modified polyphenylene ether was measured as follows.
まず、変性ポリフェニレンエーテルを正確に秤量した。その際の重量を、X(mg)とする。そして、この秤量した変性ポリフェニレンエーテルを、25mLの塩化メチレンに溶解させ、その溶液に、10質量%のテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)のエタノール溶液(TEAH:エタノール(体積比)=15:85)を100μL添加した後、UV分光光度計(株式会社島津製作所製のUV-1600)を用いて、318nmの吸光度(Abs)を測定した。そして、その測定結果から、下記式を用いて、変性ポリフェニレンエーテルの末端水酸基数を算出した。First, the modified polyphenylene ether was accurately weighed. The weight was designated X (mg). The weighed modified polyphenylene ether was then dissolved in 25 mL of methylene chloride, and 100 μL of a 10% by weight ethanol solution of tetraethylammonium hydroxide (TEAH) (TEAH:ethanol (volume ratio) = 15:85) was added to the solution. The absorbance (Abs) at 318 nm was then measured using a UV spectrophotometer (Shimadzu Corporation, UV-1600). The number of terminal hydroxyl groups of the modified polyphenylene ether was then calculated from the measurement results using the following formula:
残存OH量(μmol/g)=[(25×Abs)/(ε×OPL×X)]×106
ここで、εは、吸光係数を示し、4700L/mol・cmである。また、OPLは、セル光路長であり、1cmである。
Residual OH amount (μmol/g) = [(25×Abs)/(ε×OPL×X)]×10 6
Here, ε is the extinction coefficient and is 4700 L/mol·cm, and OPL is the cell optical path length and is 1 cm.
そして、その算出された変性ポリフェニレンエーテルの残存OH量(末端水酸基数)は、ほぼゼロであることから、変性前のポリフェニレンエーテルの水酸基が、ほぼ変性されていることがわかった。このことから、変性前のポリフェニレンエーテルの末端水酸基数からの減少分は、変性前のポリフェニレンエーテルの末端水酸基数であることがわかった。すなわち、変性前のポリフェニレンエーテルの末端水酸基数が、変性ポリフェニレンエーテルの末端官能基数であることがわかった。つまり、末端官能基数が、2個であった。 The calculated residual OH amount (number of terminal hydroxyl groups) of the modified polyphenylene ether was nearly zero, indicating that the hydroxyl groups of the polyphenylene ether before modification had almost completely been modified. This indicated that the decrease in the number of terminal hydroxyl groups from the polyphenylene ether before modification was the number of terminal hydroxyl groups of the polyphenylene ether before modification. In other words, the number of terminal hydroxyl groups of the polyphenylene ether before modification was found to be the number of terminal functional groups of the modified polyphenylene ether. In other words, the number of terminal functional groups was two.
また、変性ポリフェニレンエーテルの、25℃の塩化メチレン中で固有粘度(IV)を測定した。具体的には、変性ポリフェニレンエーテルの固有粘度(IV)を、変性ポリフェニレンエーテルの、0.18g/45mlの塩化メチレン溶液(液温25℃)を、粘度計(Schott社製のAVS500 Visco System)で測定した。その結果、変性ポリフェニレンエーテルの固有粘度(IV)は、0.086dl/gであった。 The intrinsic viscosity (IV) of the modified polyphenylene ether was also measured in methylene chloride at 25°C. Specifically, the intrinsic viscosity (IV) of the modified polyphenylene ether was measured using a viscometer (AVS500 Visco System manufactured by Schott) for a 0.18 g/45 ml methylene chloride solution (liquid temperature 25°C). The resulting intrinsic viscosity (IV) of the modified polyphenylene ether was 0.086 dl/g.
また、変性ポリフェニレンエーテルの分子量分布を、GPCを用いて、測定した。そして、その得られた分子量分布から、重量平均分子量(Mw)を算出した。その結果、Mwは、2300であった。 The molecular weight distribution of the modified polyphenylene ether was also measured using GPC. The weight average molecular weight (Mw) was calculated from the obtained molecular weight distribution. The resulting Mw was 2,300.
(硬化剤)
・TAIC:トリアリルイソシアヌレート(日本化成株式会社製のTAIC)、比重1.15
・DVB:ジビニルベンゼン(新日鐵住金株式会社製)、比重0.91
(hardening agent)
TAIC: triallyl isocyanurate (TAIC manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.), specific gravity 1.15
DVB: Divinylbenzene (manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation), specific gravity 0.91
(反応開始剤)
・過酸化物開始剤:PBP(1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン;日油株式会社製のパーブチルP)、比重0.91
(Reaction initiator)
Peroxide initiator: PBP (1,3-bis(butylperoxyisopropyl)benzene; Perbutyl P manufactured by NOF Corporation), specific gravity 0.91
(スチレン系重合体)
・V9827:水添メチルスチレン(エチレン/ブチレン)メチルスチレン共重合体(株式会社クラレ製のセプトンV9827、重量平均分子量:92000)、比重0.93
・SIBSTAR103T:スチレン・イソブチレン・スチレン系トリブロック共重合体(株式会社カネカ製、数平均分子量85,000、スチレンのモル分率:30%)、比重0.95
(styrene polymer)
V9827: Hydrogenated methylstyrene (ethylene/butylene) methylstyrene copolymer (Septon V9827 manufactured by Kuraray Co., Ltd., weight average molecular weight: 92,000), specific gravity: 0.93
SIBSTAR103T: Styrene-isobutylene-styrene triblock copolymer (manufactured by Kaneka Corporation, number average molecular weight 85,000, styrene molar fraction: 30%), specific gravity 0.95
(無機充填剤)
・窒化ホウ素1:株式会社MARUKA製「AP-20S」、体積平均粒子径2.0μm、比重2.30
・窒化ホウ素2:株式会社MARUKA製「AP-10S」、体積平均粒子径3.0μm、比重2.30
・窒化ホウ素3:デンカ株式会社製「MGP」、体積平均粒子径13μm、比重2.30
・窒化ホウ素4:デンカ株式会社製「SGP」、体積平均粒子径18μm、比重2.30
・シリカ1:デンカ株式会社製「FB-7SDC」、体積平均粒子径5μm、比重2.20
・シリカ2:アドマテックス株式会社製「SC2300-SVJ」、体積平均粒径0.5μm、比重2.20
・アルミナ:デンカ株式会社製「DAW-03AC」体積平均粒子径8μm、比重3.92
(inorganic filler)
Boron nitride 1: "AP-20S" manufactured by MARUKA Co., Ltd., volume average particle size 2.0 μm, specific gravity 2.30
Boron nitride 2: "AP-10S" manufactured by MARUKA Co., Ltd., volume average particle size 3.0 μm, specific gravity 2.30
Boron nitride 3: "MGP" manufactured by Denka Co., Ltd., volume average particle size 13 μm, specific gravity 2.30
Boron nitride 4: "SGP" manufactured by Denka Co., Ltd., volume average particle size 18 μm, specific gravity 2.30
Silica 1: "FB-7SDC" manufactured by Denka Co., Ltd., volume average particle size 5 μm, specific gravity 2.20
Silica 2: "SC2300-SVJ" manufactured by Admatechs Co., Ltd., volume average particle size 0.5 μm, specific gravity 2.20
Alumina: "DAW-03AC" manufactured by Denka Co., Ltd., volume average particle size 8 μm, specific gravity 3.92
(調製方法)
まず、無機充填剤以外の各有機樹脂成分を表1及び表2に記載の組成(質量部)で、固形分濃度が60~70質量%となるように、溶媒としてトルエンに添加し、混合させた。その混合物を60分間攪拌した。その後、得られた液体に表1及び表2に記載の配合(体積部)で各充填剤を添加し、ビーズミルで無機充填剤を分散させた。そうすることによって、ワニス状の樹脂組成物(ワニス)が得られた。それぞれの実施例および比較例における、溶媒を除く有機成分含有割合(体積部)、窒化ホウ素含有割合(体積部)、及び、窒化ホウ素以外の無機充填剤含有割合(体積部)も、表1および表2に示す。
(Preparation method)
First, each organic resin component other than the inorganic filler was added to toluene as a solvent and mixed to a solids concentration of 60 to 70% by mass in the compositions (parts by mass) shown in Tables 1 and 2. The mixture was stirred for 60 minutes. The fillers were then added to the resulting liquid in the formulations (parts by volume) shown in Tables 1 and 2, and the inorganic fillers were dispersed using a bead mill. This resulted in a varnish-like resin composition (varnish). Tables 1 and 2 also show the organic component content (parts by volume) excluding the solvent, the boron nitride content (parts by volume), and the inorganic filler content (parts by volume) other than boron nitride for each example and comparative example.
次に、以下のようにして、評価基板(プリプレグの硬化物)を得た。 Next, the evaluation substrate (cured prepreg) was obtained as follows.
得られたワニスを繊維質基材(ガラスクロス:旭化成株式会社製の#1078タイプ、Lガラス)に含浸させた後、110℃で3分間加熱乾燥することによりプリプレグを作製した。そして、得られた各プリプレグを1、2、4枚重ねたものの、それぞれ両面に銅箔(古河電気工業株式会社製「FV-WS」銅箔厚み:35μm)と張り合わせ昇温速度4℃/分で温度200℃まで加熱し、200℃、120分間、圧力3MPaの条件で加熱加圧することにより、3種類の板厚の銅張積層板を作成した。The resulting varnish was impregnated into a fibrous substrate (glass cloth: Asahi Kasei Corporation's #1078 type, L glass) and then heated and dried at 110°C for 3 minutes to produce prepregs. One, two, or four of each of the resulting prepregs were then stacked on top of each other, and copper foil (Furukawa Electric Co., Ltd.'s "FV-WS" copper foil, thickness: 35 μm) was attached to both sides. The laminate was heated to 200°C at a heating rate of 4°C/min and then heated and pressed at 200°C for 120 minutes at a pressure of 3 MPa to produce copper-clad laminates of three different thicknesses.
上記のように調製された、銅張積層板を、評価基板とし、以下に示す方法により評価を行った。なお、後述の熱伝導率の測定においては、プリプレグ1枚の硬化物およびプリプレグ2枚重ねの銅張積層板から銅箔を除去したもの(プリプレグの硬化物)を使用し、ピール強度の測定においてはプリプレグ4枚重ねの銅張積層板を使用し、誘電特性(比誘電率)の評価試験においては、プリプレグ4枚重ねの銅張積層板から銅箔を除去したもの(プリプレグの硬化物)を使用した。The copper-clad laminate prepared as described above was used as the evaluation substrate and evaluated using the methods described below. For the thermal conductivity measurements described below, a cured product of one prepreg and a copper-clad laminate of two prepregs with the copper foil removed (cured prepreg) were used. For the peel strength measurements, a copper-clad laminate of four prepregs was used. For the dielectric property (dielectric constant) evaluation test, a copper-clad laminate of four prepregs with the copper foil removed (cured prepreg) was used.
[誘電特性(比誘電率)]
10GHzにおける評価基板(プリプレグの硬化物)の比誘電率(Dk)を、空洞共振器摂動法で測定した。具体的には、ネットワークアナライザ(キーサイト・テクノロジー株式会社製のN5230A)を用い、10GHzにおける評価基板の比誘電率を測定した。本実施例における合格基準は、Dk≦4.0とした。
[Dielectric properties (relative permittivity)]
The dielectric constant (Dk) of the evaluation substrate (cured prepreg) at 10 GHz was measured by a cavity resonator perturbation method. Specifically, the dielectric constant of the evaluation substrate at 10 GHz was measured using a network analyzer (N5230A manufactured by Keysight Technologies, Inc.). The pass criterion in this example was set to Dk≦4.0.
[熱伝導率]
得られた評価基板(プリプレグの硬化物)の熱伝導率を、ASTM D5470に準拠した方法により測定した。具体的には、熱特性評価装置(メンター・グラフィックス社製のT3Ster DynTIM Tester)を用いて、得られた評価基板(プリプレグ1枚の硬化物、プリプレグ2枚重ねの硬化物)の熱抵抗と厚みを測定し、その測定値をグラフにプロット、直線で近似し、熱抵抗と厚みの増加分から熱伝導率を算出した。本実施例における熱伝導率の合格基準は、1.0W/m・K以上とした。
[Thermal conductivity]
The thermal conductivity of the obtained evaluation substrates (cured prepreg products) was measured by a method conforming to ASTM D5470. Specifically, using a thermal property evaluation device (T3Ster DynTIM Tester manufactured by Mentor Graphics), the thermal resistance and thickness of the obtained evaluation substrates (cured products of one prepreg and cured products of two prepregs) were measured, the measured values were plotted on a graph, approximated by a straight line, and the thermal conductivity was calculated from the increase in thermal resistance and thickness. The pass criterion for thermal conductivity in this example was 1.0 W/m K or more.
[ピール強度]
まず、ピール強度(銅箔ピール)試験のために、各実施例および比較例のプリプレグを用いて、銅張積層版(CCL)を作成した。具体的には、プリプレグを4枚重ね、その両表面に厚さ35μmの銅箔(古河電工株式会社製「FV-WS」)を貼り合わせて、真空条件下、温度200℃、圧力3MPaの条件で120分加熱・加圧して両面に銅箔が接着された、厚み580μmの銅張積層板(CCL)(評価基板)を得た。
[Peel strength]
First, for the peel strength (copper foil peel) test, a copper clad laminate (CCL) was produced using the prepregs of each example and comparative example. Specifically, four prepregs were stacked, and 35 μm thick copper foil (FV-WS manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) was attached to both surfaces of the stack. This was then heated and pressed for 120 minutes under vacuum conditions at a temperature of 200°C and a pressure of 3 MPa to obtain a 580 μm thick copper clad laminate (CCL) (evaluation substrate) with copper foil attached to both sides.
そして、得られたCCLを用いて、絶縁層からの銅箔の引き剥がし強さをJIS C 6481に準拠して測定した。幅10mm、長さ100mmのパターンを形成し、引っ張り試験機により50mm/分の速度で引き剥がし、その時の引き剥がし強さ(ピール強度)を測定した。測定単位はN/mmである。本実施例におけるピール強度の合格基準は、0.40N/mm以上とした。 The resulting CCL was then used to measure the peel strength of the copper foil from the insulating layer in accordance with JIS C 6481. A pattern 10 mm wide and 100 mm long was formed, and the foil was peeled off at a rate of 50 mm/min using a tensile tester, at which point the peel strength (peel strength) was measured. The measurement unit is N/mm. The pass standard for peel strength in this example was 0.40 N/mm or more.
[無機充填剤の粒度分布およびピーク]
各実施例および比較例における無機充填剤の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD-2100(島津製作所社製)を用いて測定することによって求めた。装置の仕様は下記の通りである。
測定方式:レーザー回折及びレーザー散乱法
測定範囲:0.03μm~1000μm
光源:半導体レーザー(波長680nm、出力3mW)
受講部:76素子変形同心円センサ、側方センサ、後方センサ(4素子)の計81素子光センサ屈折率:1.70-0.20i
[Particle size distribution and peaks of inorganic filler]
The particle size distribution of the inorganic filler in each of the examples and comparative examples was determined by measurement using a laser diffraction particle size distribution measuring device SALD-2100 (manufactured by Shimadzu Corporation). The specifications of the device are as follows:
Measurement method: Laser diffraction and laser scattering method Measurement range: 0.03 μm to 1000 μm
Light source: Semiconductor laser (wavelength 680 nm, output 3 mW)
Part of the study: 76-element deformed concentric sensor, side sensor, rear sensor (4 elements) for a total of 81 elements Optical sensor refractive index: 1.70-0.20i
測定に使用したバッチセルの仕様は下記の通りである。
外寸(幅x奥行x高さ):40mmx90mmx14mm
内寸(幅x奥行x高さ):36mmx88mmx9mm
セル材質:石英ガラス
攪拌機構:攪拌板の上下運動による攪拌
攪拌板材質:SUS304
The specifications of the batch cell used for the measurement are as follows:
External dimensions (width x depth x height): 40mm x 90mm x 14mm
Internal dimensions (width x depth x height): 36mm x 88mm x 9mm
Cell material: Quartz glass Stirring mechanism: Stirring by up and down movement of stirring plate Stirring plate material: SUS304
粒度分布測定条件は以下の通りである。 The particle size distribution measurement conditions are as follows.
各測定サンプルを、分散溶媒にトルエンを用いて回分セルに投入し、攪拌状態でレーザー回折式粒度分布測定を行った。 Each measurement sample was placed in a batch cell using toluene as the dispersion solvent, and laser diffraction particle size distribution measurement was performed while stirring.
粒度分布の解析は、SALD-2100付属の解析ソフトウェアWingSALDの標準機能プログラムWing-1を用いて解析、算出した。 The particle size distribution was analyzed and calculated using the standard function program Wing-1 of the analysis software WingSALD included with the SALD-2100.
そして、前記粒度分布におけるピークを、測定された粒子径分布の体積比を用いて算出することによって求めた。 The peak in the particle size distribution was then determined by calculating using the volume ratio of the measured particle size distribution.
上記各評価における結果は、表1および表2に示す。 The results of each of the above evaluations are shown in Tables 1 and 2.
(考察)
表1からわかるように、本発明の樹脂組成物を使用した実施例では、いずれも、誘電特性が低く、熱伝導率が高く、ピール強度に優れた硬化物を得ることができることが確認された。さらに、実施例2と実施例15の比較から、窒化ホウ素フィラーに加えてシリカを含むことにより、ピール強度を担保しつつ熱伝導率がより向上することもわかった。また、実施例13と実施例14との比較により、無機充填剤の粒度分布においてピークが3つ以上それぞれ特定範囲内にあることによって、より熱伝導率を高めることができることも確認できた。
(Consideration)
As can be seen from Table 1, in all of the examples using the resin composition of the present invention, it was confirmed that cured products with low dielectric properties, high thermal conductivity, and excellent peel strength could be obtained. Furthermore, a comparison between Example 2 and Example 15 revealed that the inclusion of silica in addition to the boron nitride filler further improved thermal conductivity while ensuring peel strength. Furthermore, a comparison between Example 13 and Example 14 confirmed that the thermal conductivity could be further increased by having three or more peaks in the particle size distribution of the inorganic filler, each within a specific range.
一方、表2に示されるように、比較的小粒径の窒化ホウ素のみを使用した比較例1および5のサンプルでは、十分なピール強度を得ることができなかった。また、比較的大粒径の窒化ホウ素のみを使用した比較例2および6のサンプルや、窒化ホウ素を無機充填剤として使用しなかった比較例3および4では、熱伝導率に劣る結果となった。On the other hand, as shown in Table 2, the samples of Comparative Examples 1 and 5, which used only relatively small particle size boron nitride, were unable to achieve sufficient peel strength. Furthermore, the samples of Comparative Examples 2 and 6, which used only relatively large particle size boron nitride, and Comparative Examples 3 and 4, which did not use boron nitride as an inorganic filler, exhibited poor thermal conductivity.
ここから考察できることは、以下の通りである。小粒径の窒化ホウ素のみでは、熱伝導率は良いがピール強度が低くなる。窒化ホウ素は樹脂との密着性が悪い為、小粒径の窒化ホウ素のみでは窒化ホウ素の比表面積が大きくなるため、ピール強度が低下するためと考えられる。大粒径の窒化ホウ素のみではピール強度は良いが熱伝導率が悪くなる。大粒径窒化ホウ素を使用した場合、樹脂系内で窒化ホウ素粒子―窒化ホウ素粒子の間隔が大きくなり、その結果、熱伝導率が悪化するためと考えられる。 The following can be inferred from this: Small particle size boron nitride alone has good thermal conductivity but low peel strength. Boron nitride has poor adhesion to resin, so it is thought that using only small particle size boron nitride results in a large specific surface area of boron nitride, which reduces peel strength. Large particle size boron nitride alone has good peel strength but poor thermal conductivity. It is thought that when large particle size boron nitride is used, the distance between boron nitride particles increases within the resin system, resulting in poor thermal conductivity.
以上より、比較例のサンプルではいずれも熱伝導率とピール強度を両立させることができないことがわかった。 From the above, it was found that none of the comparative sample samples were able to achieve both thermal conductivity and peel strength.
この出願は、2020年7月17日に出願された日本国特許出願特願2020-122560を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2020-122560, filed on July 17, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明を表現するために、前述において具体例や図面等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and sufficiently described above through embodiments with reference to specific examples and drawings, etc. However, it should be recognized that those skilled in the art could easily modify and/or improve the above-described embodiments. Therefore, unless modifications or improvements made by those skilled in the art deviate from the scope of the claims set forth in the claims, such modifications or improvements are construed as being encompassed within the scope of the claims.
本発明は、電子材料やそれを用いた各種デバイスに関する技術分野において、広範な産業上の利用可能性を有する。
The present invention has wide industrial applicability in the technical fields related to electronic materials and various devices using the same.
Claims (16)
前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応可能な硬化剤と、
体積平均粒子径の異なる2種以上の窒化ホウ素フィラーを含む無機充填剤とを含有し、
前記窒化ホウ素フィラーの含有量が、前記ポリフェニレンエーテル化合物と、前記硬化剤と、前記無機充填剤との合計100体積部に対して、15~30体積部であり、
前記無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが、粒径0.8~30.0μm範囲に少なくとも二つ存在し、そのピークが、粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つ存在する、樹脂組成物。 a polyphenylene ether compound;
a curing agent capable of reacting with the polyphenylene ether compound;
and an inorganic filler containing two or more types of boron nitride fillers having different volume average particle sizes ,
the content of the boron nitride filler is 15 to 30 parts by volume relative to 100 parts by volume of the total of the polyphenylene ether compound, the curing agent, and the inorganic filler;
In the particle size distribution of the inorganic filler, at least two peaks of the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measurement method exist in a particle size range of 0.8 to 30.0 μm, and at least one peak exists in a particle size range of 0.8 to 5.0 μm and at least one peak exists in a particle size range of 5.0 to 30.0 μm.
(式(1)中、sは0~10の整数を示す。Zはアリーレン基を示す。R1~R3は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示す)
(式(2)中、R4は、水素原子又はアルキル基を示す) The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the polyphenylene ether compound comprises a polyphenylene ether compound having at least one of groups represented by the following formula (1) and formula (2):
(In formula (1), s represents an integer of 0 to 10, Z represents an arylene group, and R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.)
(In formula (2), R4 represents a hydrogen atom or an alkyl group.)
前記無機充填剤の粒度分布において、レーザー回折式粒度分布測定法で測定される粒度分布のピークが、粒径0.1~30.0μm範囲に少なくとも三つ存在し、それらのピークが、粒径0.1~0.8μm範囲に少なくとも一つと粒径0.8~5.0μm範囲に少なくとも一つと粒径5.0~30.0μm範囲に少なくとも一つ存在する、請求項5に記載の樹脂組成物。 the inorganic filler comprises silica;
The resin composition according to claim 5, wherein the particle size distribution of the inorganic filler, as measured by a laser diffraction particle size distribution measurement method, has at least three peaks in a particle size range of 0.1 to 30.0 μm, and the peaks are at least one in a particle size range of 0.1 to 0.8 μm, at least one in a particle size range of 0.8 to 5.0 μm, and at least one in a particle size range of 5.0 to 30.0 μm.
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